Выявление зависимости химического состава поверхностных вод от ландшафтных и геологических характеристик с использованием ГИС-технологий

Лямина, Виктория Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Выявление зависимости химического состава поверхностных вод от ландшафтных и геологических характеристик с использованием ГИС-технологий
ВАК РФ 25.00.09, Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Выявление зависимости химического состава поверхностных вод от ландшафтных и геологических характеристик с использованием ГИС-технологий"

На правах рукописи

ЛЯМИНА Виктория Александровна

ВЫЯВЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД ОТ ЛАНДШАФТНЫХ И ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ (на примере Уронайского рудного узла)

25.00.09 - геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых 25.00.35 - геоинформатика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

НОВОСИБИРСК 2005

Работа выполнена в Объединенном институте геологии, геофизики и минералогии им. А.А.Трофимука Сибирского отделения Российской Академии наук

Научные руководители: доктор геолого-минералогических наук Птицын Алексей Борисович

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

Аношин Геннадий Никитович

Ведущая организация: Институт геохимии им. А.П. Виноградова

СО РАН, г. Иркутск

Защита диссертации состоится « 13 » октября 2005 г. в « 15 » часов на заседании диссертационного совета Д.003.050.02 при Объединенном Институте геологии, геофизики и минералогии им. АЛ.Трофимука СО РАН, в конференц-зале.

Адрес: 630090, г.Новосибирск, пр. Академика Коптюга, д.З. Факс: (383) 333-27-92

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИГГМ СО РАН Автореферат разослан « 16 » августа 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного

кандидат геолого-минералогических наук Зольников Иван Дмитриевич

доктор технических наук Потапов Вадим Петрович

совета д.г.-м.н.

С.Б.Бортникова

9,Ц

Сообщение

Диссертационный совет Д 003.050.02 сообщает, что в названии работы вместо слова «поверхностных» следует читать «природных».

Ученый секретарь

геоинформационные технологии не могут развиваться в отрыве от предметной области. Разработка технологий применения ГИС и ДЗ в области наук о Земле всегда должны представлять собой комплексные междисциплинарные исследования. Предлагаемая работа включает в себя комплексное решение гидрогеохимических и геологических задач средствами геоинформационных технологий.

Объектом исследования является Уронайский рудный узел, расположенный в Восточном Забайкалье в пределах выделенного С.С. Смирновым (1944) оловянно-вольфрамового пояса. Исследуемая территория представляет собой средневысотную горную область. Ее основной орографической единицей является Уронайский хребет, склоны которого рассечены долинами. По данным геолого-разведочных работ известны рудопроявления вольфрама, меди, цинка, свинца, железа и др. металлов. Выявленные месторождения и рудопроявления связываются с юрским магматизмом и, по всей видимости, имеют метасоматический генезис. При этом в формировании рудопроявле-ний большую роль сыграли разломы.

Целью работы является выявление зависимости гидрогеохимических характеристик от геологического строения территории.

Основными задачами исследования являются:

1. Выявление закономерностей пространственного распределения химических элементов в природных водах исследуемой территории;

2. Выявление и локализация основных факторов, контролирующих распределение рудных элементов на исследуемой территории;

3. Разработка методики обработки и анализа разнородных геологических и гидрогеохимических данных с целью выявления зависимости химического состава вод от геологического и ландшафтно-

совета д.г.-м.н.

С.Б. Бортникова

го строения территории;

4. Создание геоинформационных моделей, позволяющих прогнозировать локализацию рудной минерализации на основе гидрогеохимических и геологических данных.

Новизна работы заключается в совмещении геологических, гидрогеохимических и геоинформационных методов и создании геоинформационных моделей, позволивших наглядно представить пространственное распределение гидрогеохимических аномалий на территории Уронайского рудного узла и их связь с рудопроявлениями и рудоконтролирующими факторами. Использование космоснимков (

позволило составить схему разломов, являющихся одним из рудокон-тролирующих факторов.

Основные защищаемые положения:

1. В условиях однородного геологического строения Уронайского рудного узла содержания основных макрокомпонентов в природных водах отражают степень взаимодействия источников с подстилающими породами. Геоморфологические и орографические характеристики территории (абсолютная высота, длина потока, площадь водосборной области) являются показателями состава потоков. Микроэлементный состав определяется локальными ландшафтными условиями и наличием минерализованных пород.

2. Совмещение построенных гидрогеохимических и геологических прогнозных схем позволяет локализовать области, перспективные на выявление рудопроявлений и месторождений полезных ископаемых.

3. Разработанная пространственная рудно-геохимическая модель свидетельствует о перспективности Уронайского рудного узла, в первую очередь на молибден и вольфрам, а также на медное и полиметаллическое оруденение.

Методика исследования и фактический материал

Для решения поставленных задач использовались следующие

методы:

1. Гидрогеохимическое опробование, позволяющее прогнозировать скрытое оруденение по гидрогеохимическим аномалиям;

2. Геоинформационное комплексирование разнородных геологических, геоморфологических, металлогенических, ландшафтных и других данных, позволяющее систематизировать и анализировать пространственно привязанную информацию;

3. Обработка данных дистанционного зондирования (муль-тиспектральные снимки ASTER высокого разрешения), позволяющая выявлять скрытые геологические структуры и ландшафтные особенности территории и, в частности, локализовать зоны трещиноватости;

4. Геоинформационное моделирование и пространственный анализ геологических и гидрогеохимических обстановок.

Фактический материал состоит из четырех блоков. Это данные гидрогеохимического опробования, картографические материалы, данные дистанционного зондирования и сеточные модели на основе цифровой модели рельефа (ЦМР). Технологическая схема работы представлена на рисунке 1.

Гидрогеохимическое опробование включало отбор проб поверхностных и подземных вод на площади рудного узла и проверку выявленных гидрогеохимических аномалий в различные сезоны года (весна, лето, осень) в течение четырех лет. Пробы, отобранные в 19861988 гг., были предоставлены Заманой JI.B. Опробование в 2002 году проводилось при участии автора. Всего отобрано около 390 проб поверхностных и подземных вод, которые анализировались на общий химический состав и фтор, редкие (Мо, W) и цветные (Cu, Pb, Zn) металлы. Химико-аналитические исследования выполнены в Читинском институте природных ресурсов СО РАН. Воспроизводимость и правильность определений соответствовала допустимым нормам.

Данные дистанционного зондирования представлены многозональными дневными и ночными космическими снимками ASTER, полученными по проекту ARO №238. По результатам обработки снимков была составлена серия схем, позволяющих дополнить и уточнить имеющуюся ландшафтную и геологическую информацию.

Картографические материалы представлены топографическими, гидрологическими, геологическими, геоморфологическими, металлогеническими и.др. картами. По фондовым материалам составлена единая геологическая карта масштаба 1:50 ООО на всю исследуемую территорию.

На основе построенной цифровой модели рельефа была создана серия производных схем, таких как углы падения склонов, азимуты падения склонов, схема направления и накопления потоков, которые в свою очередь позволяют моделировать водные потоки на данной территории.

ДДЗ

Гидро геохимическое опробование

Картографические данные

ЦМР

Предварительная обработка

Схема разломов

Геоландшафтные

схемы

Моноэлементные схемы Схемы

гидро геохимических аномалий

Геологические Геоморфологичес кие Геофизические Металлогенические

Схема потоков Схемы углов и азимутов падения

Геоинформационное моделирование

Геологическая модель

Гидрогеохимическая модель

Локализация зон влияния рудо контролирующих факторов (пересечения разломов, грани то идов шахтамннского комплекса,

карбонатных пород)

Выявление аномальных Построение

гидро геохимичес ких схемы

проб потоков

1 1

Схема перспективных участков по геологическим данным

Выделение

водосборных областей для аномальных проб

Моделирование потоков от известных источников рудных элементов

Схема перспективности Схема перспективных

территории на основе участков по

геологических и гидро геохимически м

гидро геохимических данных данным

Верификация полученной схемы известными рудо проявлениями и лнтогеохнмнческими аномалиями

Рис. 1. Технологическая схема работы.

На основе комплексирования всех данных создавались две геоинформационные модели территории: 1) модель геологических характеристик и 2) модель гидрогеохимических обстановок. Первая модель позволяет локализовать основные рудоконтролирующие фак-

торы на исследуемой территории и установить зависимость содержания гидрогеохимических элементов от геологического строения. Модель гидрогеохимических обстановок позволяет провести детальную характеристику водосборных бассейнов и выявить обстановки, благоприятные для миграции и накопления химических элементов.

Практическая значимость. Сопряжённый пространственный анализ геологической, металлогенической и гидрогеохимической информации позволяет выявить основные рудоконтролирующие факторы и проследить зависимость от них гидрогеохимических аномалий. Полученные результаты могут быть использованы для выявления участков, перспективных на обнаружение скрытого оруденения.

Личный вклад. Автором работы был составлен банк геопри-вязанных данных, включающий геологические, геоморфологические, гидрогеохимические, гидрологические данные, а также результаты обработки ДДЗ и данные гидрогеохимического опробования. Проведена обработка ДДЗ с целью выявления рудоконтролирующих факторов территории Уронайского рудного узла (локализация разломов, штоков гранодиоритов). По многочисленным геологическим данным и ДДЗ составлена геологическая карта на всю исследуемую территорию. Автор также принимал участие в гидрогеохимическом опробовании территории в июле 2002 г. На основе анализа геохимических данных выявлен ряд закономерностей поведения макро- и микроэлементов в природных водах в зависимости от ландшафтных и геологических характеристик территории. Локализованы основные рудоконтролирующие факторы на исследуемой территории и создана схема перспективности района на выявление рудной минерализации. Кроме того, было проведено геоинформационное моделирование геологических и геохимических характеристик исследуемой территории.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на международных конференциях «Инженерно-геологические проблемы урбанизированых территорий» 2001, ENVIROMIS 2002, ENVIROMIS 2004; на молодежных и студенческих конференциях: международной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» 2001, Первой и Второй Сибирских международных конференциях молодых ученых по наукам о Земле 2002 и 2004; на всероссийской конференции «Дистанционное зондирование поверхности Земли и атмосферы» 2003, на Второй Сибирской конференции пользователей программных продуктов ESRI и ERDAS

2003, на Всероссийском совещании по подземным водам Востока России 2003, на Всероссийской научной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса» 2003.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 26 научных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и 4 приложений. Общий объем диссертации 148 страниц, в том числе 11 таблиц и 55 рисунков.

Благодарности. Работа выполнена в НРЦГИТ ОИГГМ СО РАН под научным руководством д.г.-м.н. Птицына А.Б. и к.г.-м.н. Зольникова И.Д., которым автор выражает свою искреннюю благодарность. Автор выражает признательность к.г.-м.н. Замане JI.B. за предоставленные данные гидрогеохимического опробования Уронай-ского рудного узла 1986-1988 гг., за помощь в организации полевых исследований 2002 г., а также за консультации при проведении исследований. Автор также благодарит к.г.-м.н. Добрецова H.H., к.г.н. Жо-рова В.А, к.г.н. Яковченко С.Г., к.г.-м.н. Каргополова С.А., к.г.-м.н. Кривоногова С.К., д.г.-м.н. Шварцева C.JL, д.г.-м.н. Кусковского B.C., д.г.-м.н. Гавшина В.М., д.г.-м.н. Сотникова В.И., д.г.-м.н. Бортникову С.Б., д.г.-м.н. Аношина Г.Н., д.г.-м.н. Сокол Э.В., д.г.-м.г. Щербакову Ю.Г. за консультации и ценные замечания при подготовке работы. Автор выражает признательность Чечель Л.П. за помощь при проведении полевых исследований, а также Глушковой Н.В. и Мартысевич У.В. за помощь при подготовке работы.

Глава 1. ГЕОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ЛАНДШАФТНО - ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИССЛЕДУЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ

Исследуемая территория относится к бассейнам рек Аги и Онона и характеризуется среднегорным слаборасчлененным рельефом, переходящим к юго-востоку в горную степь. Главной орографической единицей района является хребет Уронай, вытянутый в направлении с юго-запада на северо-восток. Климат района резко континентальный (Ушаков и др., 1970). Растительный покров типичный для районов горной степи и лесостепи. Леса занимают в основном водораздельные пространства и северо-восточные склоны Уронайско-го хребта, степные пространства покрыты различными травами. По данным геологической съемки основная часть территории сложена

вулканогенно-осадочными породами кулиндинской и ононской свит силурийского возраста, которые прорываются интрузиями, представленными штоком безрудных каменноугольных гранитоидов, а также штоками и дайками юрского возраста, несущими рудную нагрузку. Дизъюнктивные нарушения представлены разломами преимущественно СЗ и СВ направления.

Подземные воды данного района подразделяются на (Богомолов, Кужелева, 1953; Ушаков, Бутин, 1970,): 1) Воды рыхлых неоген-четвертичных отложений, подразделяются на надмерзлотные и под-мерзлотные. 2) Трещинные воды метаморфизованных толщ и интрузивных образований приурочены к отложениям кулиндинской и ононской свит, а также интрузивным образованиям. 3)Воды тектонических нарушений находятся в тесной связи с трещинными, пополняясь за счет них. По химическому составу и минерализации не отличаются от вод зоны трещиноватости.

Состав вод исследуемой территории в основном гидрокарбо-натно-кальциевый, но отмечаются и гидрокарбонатно-натриевые воды. Высокие значения рН и гидрокарбонатный состав вод накладывают основные ограничения в виде щелочного и карбонатного барьеров на миграцию в них большинства рудных элементов. Первый препятствует миграции металлов-гидролизатов, к которым относятся цинк, свинец, медь и др., а второй может быть причиной выпадения из вод вольфрама, способного соосаждаться с карбонатами. В то же время по мере роста рН вод создается благоприятная гидрогеохимическая обстановка для миграции анионогенных элементов (молибдена, вольфрама, фтора и др.).

Территория Уронайского рудного узла является наиболее перспективной на редкие металлы (вольфрам, молибден, висмут), также здесь выявлены два месторождения меди и многочисленные ее рудопроявления. Ведущим типом рудной минерализации на территории Уронайского рудного узла является скарновый тип. Представленные на исследуемой территории скарновые месторождения по ведущему полезному ископаемому делятся на четыре типа: 1) железорудный (магнетит, гематит); 2) меднорудный; 3) полиметаллический (РЬ, 2п, Ag); 4) редкометальный (Бп, V/, Мо и др). Вторым наиболее распространенным типом рудопроявлений на территории Уронайского рудного узла является гидротермально-метасоматический. Известны гидротермальные рудопроявления меди, вольфрама и молибдена.

Основными рудоконтролирующими факторами месторождений и рудопроявлений на исследуемой территории являются разрывные нарушения, гранитоиды шахтаминского комплекса, а также породы, благоприятные для оруденения по физико-механическим свойствам и химическому составу. Среди тектонических рудоконтролирую-щих факторов выделяются две группы разрывных нарушений. К первой относятся протяженные, секущие разломы северо-восточного и северо-западного направлений. Во вторую группу входят дуговые, радиальные и концентрические разрывные нарушения второго и более высокого порядков. К магматическим рудоконтролирующим факторам относятся юрские гранитоиды шахтаминского комплекса, с внедрением которых связывается основная минерализация района. Также значительную роль при формировании скарновых месторождений и рудопроявлений играют карбонатные породы особенно переслаивание карбонатных пород с силикатными. Благоприятным является наличие эруптивных брекчий и брекчированных пород, которые часто встречаются в эндоконтактовых зонах штоков юрских гранитоидов (Гайво-ронский и др, 1988; Голев, 1968; Ушаков, Бутин, 1970).

Глава 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.

В течение четырех полевых сезонов 1986-1988 гг., а также в 2002 году было отобрано 390 проб из водных потоков Уронайского рудного узла. При наличии водопроявлений пробы отбирались на расстоянии 400-500 м, что соответствует масштабу 1:100 000 - 1:50 000 (Удодов, Шварцев и др., 1973). При отборе проводилось измерение температуры воды в месте отбора и определялся расход воды в ручьях и дебит источников. В полевых условиях проводилось измерение рН, концентрирование на активированном угле и танине для анализа Мо и W, а также концентрирование с дитиокарбаматом натрия и солями висмута для определения цветных металлов. Опробование производилось из ручьев, заболоченных участков, мочажин и ключевых источников, озер и луж. Далее все отобранные пробы были проанализированы на общий химический состав и фтор, а также спектральным методом на редкие элементы Мо). Пробы 1986 года были проанализированы методом атомной абсорбции на Си, РЬ, Хп, Ре, Мп. Пробы 1987 года были проанализированы на Си, Хп, №, Ре, Мп.

Важной задачей при гидрогеохимических методах поиска полезных ископаемых является определение фоновых концентраций

химических элементов в водах для исследуемой территории и выделение гидрогеохимических аномалий. В данной работе использовалось определение фоновых концентраций, предложенное Летувнинка-сом A.A. (2000). Если распределение концентраций изучаемого элемента аппроксимируется нормальным законом распределения, за геохимический фон принимается средняя арифметическая оценка:

г =г =—Ус ' где Сф - фоновая концентрация элемента;

* nía '

Сх - концентрация элемента в точке х опробованного участка; N -объем выборки.

В практике геохимических работ для описания распределения химических элементов на фоновых участках обычно используют параметры логарифмически нормального распределения. В этом случае фоновое значение рассчитывается по формуле:

Определение верхней и нижней границ фона определяется по формуле:

ВПФ+НПФ=Сф±За, где ВПФ - верхний предел фона, НПФ -нижний предел фона, Сф- фоновое значение, ст - среднеквадратичное отклонение.

Методы дистанционного зондирования применялись для решения следующих задач: 1) составления геоландшафтных схем растительности и типов субстрата; 2) составления схемы разломов.

Для создания геоландшафтных схем использовались ночные и дневные снимки ASTER. На ночном снимке методом пороговой дискретизации выделены области, различающиеся по степени задерно-ванности, характеру покрова четвертичных отложений и увлажненности субстрата. Для выявления типов растительности была проведена классификация с обучением (методом спектрального угла по эталонным участкам). В качестве эталонов были взяты участки распространения леса, травы и кустарников. Для локализации разломов использовались ночные тепловые космические снимки ASTER, а также геологические карты масштабов 1:200 ООО и 1:50 ООО. Из литературы известно (Кронберг, 1988), что на ночных тепловых снимках районы с маломощным четвертичным покровом и слаборасчлененным рельефом перспективны на обнаружение зон разломов и складчатых струк-

тур. При верификации разломной схемы геологической картой масштаба 1:50 ООО было выявлено, что 75% разломов, выделенных на космических снимках, подтверждаются геологической картой. Однако 50 % разломов, выделенных на геологической карте, не выявляется на снимках. Это может быть связано с тем, что разрешение теплового диапазона - 90 м, и более мелкие разломы на них не проявляются. При сравнении геологической карты масштаба 1:200 000 с космическим снимком было выявлено, что на космическом снимке разломы выделяются намного детальнее. Только 12,5% разломов выделенных на космических снимках зафиксированы на геологической карте масштаба 1:200 000. При этом только один разлом, закартированный при геологической съемке масштаба 1:200 000, не выделился на космическом снимке. Таким образом, созданная на основе ночных космических снимков схема разломов более детально отражает распределение разломных зон на всей исследуемой территории, чем исходная геологическая карта масштаба 1:200 000.

Моделирование геологических характеристик Уронайского рудного узла проходило в несколько этапов. На первом этапе происходил сбор фактического материала (фондовые данные, картографический материал, космические снимки и т.п.) и создание банка гео-привязанных данных. Далее на основе собранного материала были выявлены основные рудоконтролирующие факторы на территории Уронайского рудного узла. Эти данные использовались при составлении геологической карты масштаба 1:50 000 на всю исследуемую территорию. На основе полученной карты и локализованных рудокон-тролирующих факторов создавалась модель, позволяющая прогнозировать рудную минерализацию. Для создания этой модели определялись области влияния выявленных рудоконтролирующих факторов. Для этого строились сеточные модели расстояния до: 1) юрских гранитных интрузий; 2) скарнов и карбонатов; 3) пересечения разломов различных направлений. При комбинации этих сеточных моделей была получена прогнозная схема на основе геологических факторов. Далее она верифицировалась известными рудопроявлениями и месторождениями, а также литогеохимическими аномалиями.

Для моделирования гидрогеохимических характеристик Уронайского рудного узла создана геоинформационная модель для данной территории, включающая ЦМР и производные от нее схемы, схему растительности, схему мощности рыхлых отложений, геоморфоло-

гическую карту территории, а также результаты гидрогеохимических анализов макро- и микроэлементов. ЦМР построена на базе топографической основы масштаба 1:25 000 методом TOPOGRIDTOOL в программном пакете Arclnfo 8.2. Далее на основе ЦМР в программном пакете ArcView 3.2.а создавалась серия производных схем: схема углов падения склонов, схема азимутов падения склонов, теневая модель рельефа, а также серия схем направления, накопления и длин потоков на земной поверхности. Схемы потоков строились с использованием расширения Hydrologie modeling vl.l (Sample) пакета Arc-View. На основе схем потоков были выделены границы водосборных бассейнов (падей). Для всех выделенных водосборных бассейнов рассчитывались следующие параметры: площадь, средний уклон рельефа, средний угол русловой сети, средний уклон склонов, средняя длина склонового добегания, средняя длина добегания до конечного створа водосбора, средняя высота, разброс высот, суммарная длина русловой сети и др. Кроме того, для каждого бассейна определялась степень залесенности и относительные площади выходов горных пород разных типов. Для всех проб с аномальными значениями микроэлементов (Си, Pb, Zn, Mo, W) были также выделены водосборные области. Эти области были ограничены с учетом миграционной способности элементов. Результаты геоинформационного моделирования описаны в главе 4.

Глава 3. ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ ВОД И ВОД ИССЛЕДУЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ

Для выявления зависимости содержания химических элементов от геологических и ландшафтных характеристик необходимо знать их распределение в природных водах различных ландшафтных условий, а также в водах известных месторождений.

Распространение микроэлементов в подземных водах зависит от ряда факторов, главными из которых являются, с одной стороны, физико-химические свойства самого элемента, обусловленные строением его электронной оболочки, а с другой - состав среды, в которой происходит миграция данного элемента (Шварцев, 1998). Последняя может быть охарактеризована значениями Eh и рН, зависящими от типа горных пород и руд, гидрогеологических и ландшафтных условий. Основным источником микрокомпонентов в грунтовых водах большинство исследователей считает горные породы, которые при

растворении, выщелачивании, механическом разрушении и других процессах обогащают воду химическими элементами. Микрокомпоненты можно разделить на ряд групп по приуроченности их максимальных содержаний к тем или иным типам подземных вод. В кислой среде наиболее контрастные водные потоки рассеяния способны давать такие элементы, как медь, цинк, никель, кобальт, кадмий, свинец, мышьяк, марганец, золото, олово и др. Также четко выделяется группа элементов, наибольшие содержания которых связаны с сильнощелочными водами - бор, фтор, вольфрам, молибден, ванадий, хром, сурьма, торий и титан.

Каждый тип месторождений и зон минерализации характеризуется своеобразным микрокомпонентным составом подземных вод. Размеры и состав потоков рассеяния определяются такими факторами, как тип минерализации, химическая активность пород, их обводненность, а также степень расчлененности рельефа. Наибольший комплекс химических элементов, как правило, наблюдается в пределах зоны минерализации и непосредственно около нее (до 200 м). При удалении от последней число элементов в подземных водах начинает уменьшаться, первую очередь резко сокращается содержание слабомигрирующих элементов. Значительно более широкие водные потоки рассеяния (500-1000 м) образуют медь, свинец, сурьма, молибден и никель, а также цинк, серебро, мышьяк.

Признаками крупной минерализации (возможно, рудных месторождений) являются обширность, большая протяженность и высокая контрастность гидрогеохимических аномалий в комплексе с другими признакам. В месторождениях, не вскрытых эрозией или залегающих на большой глубине, указанные признаки могут слабо проявляться, даже если месторождения крупные. Кроме того, зоны минерализации, не вскрытые эрозией, чаще всего приурочены к зонам дизъюнктивных нарушений, с которыми связаны линейно-вытянутые прерывистые аномалии небольшой протяженности.

Для того чтобы выявить закономерности пространственного распределения химических элементов в водах, необходимо оценить однородность выборки на исследуемой территории. При анализе зависимости содержания химических элементов от сезона опробования установлено, что содержание макроэлементов в более засушливые годы в среднем несколько выше, а микроэлементов наоборот ниже. Содержание макроэлементов зависит от гидрогеохимической обста-

новки в месте отбора пробы. В заболоченных участках, а также в лужах и озерах, содержание большинства макроэлементов повышено, по сравнению с ручьями и родниками, где наблюдаются более низкие значения элементов. Содержание микроэлементов от гидрогеохимических условий зависит меньше. Исключения составляют железо и марганец, содержание которых в мочажинах, заболоченных участках и лужах повышены по сравнению с ручьями и родниками.

При пространственном анализе распределения гидрогеохимических характеристик на исследуемой территории выявлено, что уровень минерализация и щелочность вод увеличиваются вниз по склонам Уронайского хребта. Концентрации большинства макроэлементов (за исключением БО,»2") также увеличиваются вниз по склону. В распределении микроэлементов такой зависимости не наблюдается.

На основе выделенных фоновых концентраций проводился анализ распределения аномально высоких содержаний макро- и микроэлементов в природных водах исследуемой территории. Аномальные значения большинства макроэлементов (НС03", Са, М§, Ыа, К) наблюдаются в основном ближе к основанию хребта Уронай, в особенности на юго-восточном склоне. Также повышенное содержание НС03" наблюдается в некоторых лужах и заболоченных участках. Аномальные значения калия распространены преимущественно в мочажинах и лужах. Аномальные значения 8042' встречаются в основном в мочажинах, частично в заболоченных участках и родниках. Большая часть проб с повышенными значениями БО,»2" приурочена к двум падям ниже рудопроявления и литогеохимического ареала меди, что может служить дополнительным признаком на обнаружение сульфидного месторождения. Здесь также выявлены аномальные концентрации меди в воде. Большинство аномальных концентраций микроэлементов наблюдаются в районе рудопроявлений или литогеохи-мических аномалий. Аномальные значения марганца отмечаются в основном в мочажинах и заболоченных участках. То же свойственно и для железа. Наибольшее число аномальных значений выделяется по молибдену, при этом большинство аномалий формируют ярко выраженные потоки рассеяния длиной 4-5 км. Если большинство повышенных значений макроэлементов можно объяснить особенностями рельефа или типом водопроявления, то повышенные концентрации микроэлементов в основном объясняются наличием источников рудного вещества.

Для выделенных водосборных бассейнов (падей), а также для водосборных областей для проб проточной воды, была рассчитана серия параметров, отражающих геологические и геоморфологические характеристики территории. Наиболее значимыми параметрами, влияющими на содержание макроэлементов в природных водах, оказались площадь и периметр водосборной области, длина русла и средняя высота области. Для микроэлементов зависимости от геоморфологических характеристик падей и водосборных областей не установлено. Это еще раз подтверждает то, что содержание макроэлементов зависит от орографических и геоморфологических характеристик, в то время как содержание микроэлементов зависит от локальных условий или наличия рудной минерализации.

Глава 4. ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ГЕОХИМИЧЕСКИХ ОБСТАНОВОК

Для выявления зависимости локализации рудной минерализации от рудоконтролирующих факторов создана геоинформационная модель, отражающая расстояния до них. Технология построения модели описана в главе 2. Созданная по рудоконтролирующим факторам прогнозная схема верифицировалась известными рудопроявлениями и месторождениями, а также литогеохимическими аномалиями. Для этого вокруг месторождений и рудопроявлений построены буферные зоны с радиусом 500 м и в этих зонах анализировалось наличие факторов, котролирующих локализацию рудного материала. Из всех выявленных месторождений и рудопроявлений 37 (95%) расположены в пределах выделенных перспективных зон. И только два полиметаллических рудопроявления в пади Урбассе, связанные с зонами трещино-ватости, находятся за их пределами. Все выделенные литогеохимиче-ские аномалии находятся практически в пределах выделенных перспективных областей.

Для моделирования возможных потоков рассеяния от известных месторождений и рудопроявлений использовалась модель потоков. Аномальные концентрации меди в природных водах наблюдаются на расстоянии не более чем 1700 м от месторождений и рудопроявлений этого элемента. Вблизи хребта Уронай аномалии меди прослеживаются на большее расстояние. У подножья хребта они фиксируются в непосредственной близости от рудопроявлений. Этот факт можно объяснить ростом щелочности вод вниз по склону. В щелочной

среде подвижность меди резко снижается. Две пробы с повышенными содержаниями свинца и цинка расположены в районе двух полиметаллических рудопроявлений на расстоянии не более 700 м от них. Месторождений молибдена на исследуемой территории нет, известно только 4 рудопроявления, в районе которых наблюдаются незначительные повышения содержаний молибдена в водах. В то же время на исследуемой территории обнаружены контрастные продолжительные гидрогеохимические аномалии молибдена, не связанные с известными на сегодня рудопроявлениями. Повышенные концентрации вольфрама наблюдаются в районе не всех рудопроявлений. В районе пяти рудопроявлений повышение концентраций в воде наблюдаются на расстоянии не более 700-800 м. В районе восьми рудопроявлений такого повышения не отмечается. При реконструкции геологических источников гидрогеохимических аномалий для проб с повышенными содержаниями в водах меди, свинца, цинка, молибдена и вольфрама на основе модели потоков вычислялся водосборный бассейн. Это позволяет проанализировать область стока для каждой точки опробования. Каждый бассейн урезался согласно миграционной способности микроэлементов в данных геохимических условиях.

Кроме схем перспективности по отдельным элементам, составлена комплексная схема перспективности по всем элементам, позволяющая делать выводы о генетической природе аномалий и соответствующих им рудопроявлений.

Наиболее обширны по площади области распространения гидрогеохимических аномалий молибдена. Это связано с благоприятными гидрогеохимическими условиями для миграции молибдена в водах. Для него характерны как индивидуальные, так и комплексные аномалии с вольфрамом, медью, свинцом и цинком. Аномальные концентрации молибдена с вольфрамом могут свидетельствовать о наличии шеелитовых гидротермальных или скарновых рудопроявлений. Намного чаще наблюдается ассоциация молибдена с медью, что может служить индикатором рудопроявлений медно-молибденового типа. К этой ассоциации добавляются иногда цинк и свинец. Это может свидетельствовать о наличии полиметаллической минерализации в выделенной области. Индивидуальные аномалии вольфрама могут соответствовать как гидротермальным, так и скарновым рудопроявле-ниям. Комплексные вольфрам-медные аномалии, вероятнее всего, отвечают скарновым рудопроявлениям. Самостоятельные гидрогео-

химические аномалии цинка и свинца на исследуемой территории редки, обычно эти элементы ассоциируют с медью, реже с молибденом или вольфрамом. Можно предположить, что небольшие аномалии синца и цинка, наложенные на крупные аномалии молибдена и вольфрама, имеют различный рудный источник.

Для выявления участков, перспективных на обнаружение рудной минерализации, была проведена серия оверлейных операций. Перспективные области по гидрогеохимическим аномалиям были наложены на схему перспективных областей, полученную с учетом ру-доконтролирующих факторов. Далее полученная схема анализировалась с учетом известной минерализации. Итоговая схема включает меньше известных рудопроявлений и месторождений, чем полученная по рудоконтролирующим факторам. За пределами перспективных зон осталось несколько рудопроявлений вольфрама и меди, поскольку эти элементы не образуют выраженных потоков рассеяния в гидрогеохимических обстановках, характеризующихся повышенной щелочностью и гидрокарбонатно-кальциевым составом вод. Таким образом, прогнозная схема, построенная на базе данных гидрогеохимического опробования, позволяет локализовать большинство областей, перспективных на выявление рудопроявлений Си, РЬ, Ъх\, V/ и Мо.

Проведенные исследования показали эффективность разработанной методики для выявления скрытого оруденения. Территория Уронайского рудного узла является перспективной на выявление в первую очередь вольфрамового и молибденового оруденения, а также медного и полиметаллического. Особого внимания заслуживают гидрогеохимические аномалии молибдена на юго-восточном склоне хребта Уронай в районе экзоконтактов штоков гранитоидов шахта-минского комплекса, а также аномалии вольфрама и молибдена на северо-западном склоне.

Выводы:

увеличивается к подножью хребта. В распределении микроэлементов такой зависимости не наблюдается. Распределение микроэлементов зависит от локальных ландшафтных и геологических условий (наличия рудного источника вещества).

2. Гидрогеохимические аномалии по микроэлементам выделяются для меди, свинца, цинка, вольфрама и молибдена. Поскольку при высоких значениях рН создается неблагоприятная обстановка для миграции таких элементов, как медь, цинк и свинец, то для них наблюдаются только отдельные аномальные пробы в районах их собственных месторождений и рудопроявлений на расстоянии не более 1700 м для меди, не более 700 м для свинца и цинка. Однако выделяются аномалии, не связанные с известными месторождениями и рудо-проявлениями. Вольфрам также плохо мигрирует в данных условиях, в районе его рудопроявлений наблюдаются только незначительные повышения концентраций, а в некоторых случаях такого повышения нет. При этом особое внимание следует обратить на аномалию на северо-западном склоне Уронайского хребта, где содержания достигают 112 мкг/л. Для миграции молибдена же, наоборот, с повышением щелочности складывается благоприятная обстановка, однако в районах рудопроявлений молибдена его содержание в воде увеличивается незначительно. Тем не менее, на исследуемой территории выделяются крупные контрастные аномалии молибдена на юго-восточном склоне хребта, а также одна аномалия на северо-западном склоне, совпадающая с аномалией вольфрама.

3. Основными рудоконтролирующими факторами являются разломы, особенно пересечения разломов северо-западного и юго-восточного направлений, штоки и дайки гранодиоритов шахтамин-ского комплекса, а также наличие карбонатных пород. Из 39 выявленных на исследуемой территории рудопроявлений и месторождений скарнового и гидротермально-метасоматического генезиса только три не связаны с вышеперечисленными факторами. Использование ночных тепловых снимков ASTER, снятых в предрассветные часы, является эффективным для выявления разломов, являющихся основными рудоконтролирующими факторами на данной территории.

возможные пути миграции химических элементов от известных рудо-проявлений и месторождений, а также выявлять возможные источники гидрогеохимических аномалий. Совмещение построенных гидрогеохимических и геологических прогнозных схем позволяет локализовать области, перспективные на выявление рудопроявлений полезных ископаемых. Разработанная методика сопряженного анализа разнородных геологических и гидрогеохимических данных позволяет эффективно выявлять закономерности пространственного распределения химических элементов в зависимости от геологических и ландшафтных особенностей исследуемой территории.

Публикации по теме диссертации:

1. Баландис* В.А., Замана J1.B. Использование геоинформационных технологий для анализа закономерностей пространственного распределения и поведения химических элементов в поверхностных водах Уронайского рудного узла. // ENVIROMIS 2002, Томск: Изд-во Томского ЦНТИ. 2002. - С. 51.

2. Баландис В.А. Пространственный анализ зависимости химизма поверхностных вод от строения геологического субстрата. // Тезисы докладов Первой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле. Новосибирск: ОИГТМ СО РАН, 2002. - С. 17-18.

3. Богуславский А.Е., Баландис В.А. Особенности применения ГИС-технологий на региональном и локальном уровне при экогеологических исследованиях. // Тезисы докладов Первой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 2002. - С. 21-22.

4. Глушкова Н.В., Черепанов А.В., Баландис В.А. Опыт использования мультиспектральных космических снимков ASTER для изучения геологического строения территории. // Тезисы докладов Первой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 2002. - С. 48-49.

5. Баландис В.А., Замана J1.B. Использование геоинформационных технологий для анализа закономерностей пространственного распределения и поведения химических элементов в поверхностных водах Уронайского рудного узла. // ENVIROMIS 2002, Труды Международной конференции. 2002. Томск: Изд-во Томского ЦНТИ. 2002. - С. 59-65.

6. Zolnikov I.D., Krivonogov S.K., Balandis V.A., Devyatova A.Y. Using GIS technologies to create regional databanks for ecological scientific

research. // Abstracts of the International Symposium "Environmental_

* С 9.10.2004 фамилия соискателя Баландис изменена на Лямина.

Change in Central Asia". March 10-15, Berlin, Germany. 2003. - pp. 140-141.

7. Глушкова H.B. Баландис B.A. Применение многозональных данных дистанционного зондирования для выявления ландшафтных и геологических особенностей Уронайского рудного узла. // Материалы всероссийской конференции «Дистанционное зондирование поверхности Земли и атмосферы». Иркутск 2-6 июня, 2003.

8. Баландис В.А. Разработка нового комплексного подхода к оценке перспективности Уронайского рудного узла по гидрогеохимическим данным. // Материалы всероссийской международной конференции «Строение литосферы и геодинамика», Иркутск, 2003. - С. 108-109.

9. Глушкова Н.В., Баландис В.А. Современные методы получения экогеологической информации по космическим снимкам ASTER // Материалы международной конференции «Экологическая геология и рациональное недропользование». СПб: Изд-во СПбГУ. 2003. - С. 101-102.

10. Глушкова Н.В., Баландис В.А., Черепанов A.B. Опыт использования космических снимков Aster для решения геологических задач. // Материалы Второй Сибирской конференции пользователей программных продуктов ESRI и ERDAS. Новосибирск: Дата Ист. 2003.

11. Чечель Л.П., Замана JI.B., Баландис В.А. Особенности формирования макро- и микрокомпонентного состава природных вод Уронайского рудного узла // Материалы Всероссийского совещания по подзем, водам Востока России. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2003. - С. 36-38.

12. Баландис В.А., Глушкова Н.В. Опыт использования многозональных космоснимков ASTER на примере Уронайского рудного узла. // Материалы всероссийской научной конференции «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса (физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)», Москва: Изд-во Института космических исследований РАН 2003.-С. 105.

13. Баландис В.А., Замана Л.В. Пространственный анализ зависимости химических характеристик поверхностных вод от строения геологического субстрата. // Материалы конференции "Проблемы геологии и географии Сибири" Томск. 2003.

14. Balandis V., Glushkova N , Use of multispectral ASTER Images for revealing landscape and geological characteristics of Uronai ore unit. // Abstracts of International Symposium "Remote Sensing Europe", 8-12 September 2003, Barcelona, Spain.

15. Баландис B.A., Глушкова H.B. Использование ГИС-технологий для выявления скрытого оруденения на территории Уронайского рудного узла. // Тезисы IV Всероссийская конференция молодых ученых по математическому моделированию и информационным технологиям. Кемерово 2004

16. Баландис В.А. Закономерности формирования природных гид-

рогеохимических аномалий (на примере Уронайского рудного узла). // Материалы V межвузовской молодежной научной конференции «Экогеология-2004», Санкт-Петербург: Изд-во СпбГУ, 2004. - С. 193-195.

17. Глушкова Н.В., Баландис В.А., Мартысевич У.В. Использование данных дистанционного зондирования для получения экогеологической информации. // Материалы V межвузовской молодежной научной конференции «Экогеология-2004», Санкт-Петербург: Изд-во СпбГУ, 2004. - С. 211-212.

18. Глушкова Н.В., Баландис В.А., Мартысевич У.В., Дягилев Г.С. Рябинин А.Б. Опыт разработки многозональных данных дистанционного зондирования для различных геоландшафтных и геологических задач // ENVIROMIS 2004, Томск: Изд-во Томского ЦНТИ. 2004. - С. 43-44

19. Баландис В.А., Замана JI.B. Геоинформационное моделирование гидрогеохимических характеристик Уронайского рудного узла. // ENVIROMIS 2004, Томск: Изд-во Томского ЦНТИ. 2004. - С. 93.

20. Balandis Victoria, Zolnikov Ivan. GIS-modeling of geological and hydrogeochemical features of Uronai ore unit // 32nd Int. Geol. Congress., 2004, Abs. Vol.1., parti, 113-8, p. 547.

21. Glushkova Nadezhda, Balandis Victoria, Use of remote sensing data for geological prospecting (on example of Uronai ore unit)// 32nd Int. Geol. Congress., 2004, Abs. Vol.1., part.1,119-23, p. 942.

22. Глушкова H.B., Баландис В.А. Опыт использования многозональных космоснимков ASTER на примере Уронайского рудного узла. // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса: Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов: Сборник научных статей. - М.: Полиграф сервис, 2004. - С. 415-421.

23. Баландис В.А. Геоинформационное моделирование геологических и гидрогеохимических характеристик Уронайского рудного узла. // Тезисы докладов Второй Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле. - Новосибирск: НГУ, 2004. - С. 17-19.

24. Глушкова Н.В., Баландис В.А. Опыт использования многозональных космоснимков ASTER на примере Уронайского рудного узла. // Исследования Земли из космоса. №2. 2005. - С. 61-65.

25. Баландис В.А., Замана JI.B., Птицын А.Б. Пространственный анализ зависимости химических характеристик природных вод от геологического строения Уронайского рудного узла (Восточное Забайкалье).// Геология и геофизика, №6,2005. - С. 645-651.

26. Лямина В.А. Использование геоинформационных технологий для моделирования геологических и гидрогеохимических характеристик Уронайского рудного узла. // Тезисы международной конференции по вычислительно-информационным технологиям для наук об окружающей среде «Cites 2005». Томск: Изд-во ГУ «Томский ЦНТИ». 2005,- С. 52-53.

Технический редактор О.М.Вараксина

Подписано к печати 4.07.2005 Формат 60x84/16. Бумага офсет № 1. Гарнитура Тайме. Офсетная печать. Печ. Л. 1,2. Тираж 100. Зак. № 212

Издательство СО РАН. 600090, Новосибирск, Морской пр. 2 Филиал «Гео». 630090, Новосибирск, пр. Ак.Коппога, 3

РНБ Русский фонд

2006-4 15692

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Лямина, Виктория Александровна

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ГЕОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ЛАНДШАФТНО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИССЛЕДУЕМОЙ

ТЕРРИТОРИИ

1.1 Физико-географический очерк

1.2 Геологическое строение

1.3 Геоморфология

1.4 Подземные воды

1.5 Рудная минерализация

1.6 Основные рудоконтролирующие факторы месторождений и рудопроявлений Уронайского рудного узла

Глава 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Методика пробоотбора

2.2 Аналитические методы геохимических исследований

2.3 Определение фоновых значений и выделение гидрогеохимических аномалий

2.4 Методы дистанционного зонирования

2.4.1 Создание геоландшафтных схем с использованием снимков ASTER

2.4.2 Выявление геологических особенностей

2.4.3 Создание схем разломов

2.5 Геоинформационное моделирование

2.5.1 Создание модели геологических характеристик

2.5.2 Создание модели геохимических обстановок

Глава 3. ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ ВОД И ВОД ИССЛЕДУЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ

3.1 Содержание химических элементов в природных водах и водах рудных месторождений

3.1.1 Содержание химических элементов в природных водах

3.1.2 Содержание химических элементов в водах рудных месторождений

3.2 Характеристика гидрогеохимического состава вод Уронайского рудного узла

3.2.1 Зависимость содержания макро- и микроэлементов от сезонам года опробования

3.2.2 Зависимость содержания макро- и микроэлементов от типа водопроявления

3.3 Характеристика химического состава вод

3.4 Выделение аномальных значений элементов

3.5 Зависимость макро- и микроэлементного состава вод от ландшафтных и геологических характеристик территории

Глава 4. ГЕОИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ И ГЕОХИМИЧЕСКИХ ОБСТАНОВОК

4.1 Моделирование геологических характеристик Уронайского рудного узла

4.2 Моделирование гидрогеохимических обстановок Уронайского рудного узла

4.2.1 Моделирование потоков рассеяния от известных рудопроявлений

4.2.2 Выявление источников гидрогеохимических аномалий 98 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 110 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 113 ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Выявление зависимости химического состава поверхностных вод от ландшафтных и геологических характеристик с использованием ГИС-технологий"

Актуальность работы. В последнее время стало появляться все больше работ, посвященных геологическим и геохимическим исследованиям на основе использования технологий ГИС и ДЗ (Геоинформатика 2000, 2000; Интеркарто 3-8, 1997-2002). Постепенно уходит в прошлое восприятие ГИС-инструментария только как средства визуализации пространственных данных. Все более и более за геоинформационными технологиями закрепляется значение самостоятельного метода, ориентированного на решение задач в области наук о Земле (комплексирование разнородных тематических данных, анализ пространственных закономерностей, моделирование).

Одной из наиболее распространенных задач использования ГИС в гидрогеохимии является определение зависимости качества вод от характеристик водосборного бассейна (геологического строения, растительного покрова, почвенного покрова, ландшафтов, форм рельефа и т.п.). Этой теме посвящено множество работ как зарубежных, так и отечественных авторов (Бубгров, Моржухина, 2000; Лобанов, 2001; Bis, 2000; Jarvie, 2002 и др.).

Результаты исследований Томаса АЛ. и др. (1999) показали, что геоинформационные технологии являются эффективным средством для изучения зависимости рН вод от геологии, почвенного покрова и рельефа. Более чем 60% изменчивости рН в водах объясняется составом подстилающих пород, типом почв и площадью водосборного бассейна. В работе (Hong-Il, Hyo-Taek, 1999) рассматривается использование ГИС-технологий для выявления пространственной зависимости качества грунтовых вод от топографии, геологии, использования земель, источников загрязнения.

Также много внимания уделено проблеме распространения загрязнения вод по потоку от точечных и площадных источников. Чарльз Мун (1999) в своей работе предлагает количественную модель оценки распределения концентраций в донных отложениях ручья от точечной геохимической аномалии в почве. Предлагаемый подход построения графиков продуктивности позволяет выявлять даже небольшие аномалии в областях с достаточным опробованием (более одного образца на водосборный бассейн). Использование ГИС-технологий, наличие цифровой модели рельефа и геологических карт значительно облегчает применение предложенного метода.

В работе Basnyat и др. (2000) описано использование дистанционного ф зондирования и ГИС для анализа загрязнения от площадных источников. Было исследовано влияние характеристик водосборных бассейнов (таких как использование земель, ландшафтный покров, углы падения склонов, тип почв) на качество природных вод. Выделение водосборных бассейнов проводилось на основе цифровой модели рельефа с дальнейшей корректировкой вручную. Использование земель и ландшафтные характеристики были получены на основе классификации композита снимков Landsat ТМ (разрешение 25 м) и SPOT (разрешение 10 м). Результаты исследований показали, что наличие урбанизированных и сельскохозяйственных земель в пределах водосборного бассейна способствует повышению содержания нитрата, в то время как наличие лесных зон - понижению концентраций.

Еще одним примером оценки загрязнения от площадных источников с использованием ГИС-технологий является работа (Tsihrintzis et al., 1997). В ней рассматривается влияние сельскохозяйственных угодий на качество поверхностных и грунтовых вод. Для оценки поступления загрязняющих веществ в поверхностные и грунтовые воды использовалась программа гидрологической симуляции (Hydrologic Simulation Program-FORTRAN) совместно с ГИС Arc/Info. ГИС-модель исследуемой территории включала такие тематические слои, как топография, почвы, водосборные бассейны, гидрология, дороги и др. Моделирование показало наличие существенного загрязнения поверхностных и грунтовых вод нитратами и ^ пестицидами от сельскохозяйственных территорий. В качестве уменьшения вредного влияния предлагается снижение применения нитратов. Увеличение урбанизации на исследуемой территории также приведет к уменьшению загрязнения нитратами.

Много работ посвящено обзору и разработке методик выделения пространственных аномалий химических элементов. В работе Красавчикова В.О. (2000) предложен подход к количественной оценке типичности территории, который: 1) позволяет количественно оценивать меру типичности локального участка по комплексу количественных показателей; 2) порождает дискретную ^ кластеризацию территории на участки, однородные относительно типичности или нетипичности по каждому из показателей; 3) позволяет построить карту меры типичности в изолиниях. Выделение типичных и нетипичных значений выполняется на основе процедуры трехзначного кодирования, предназначенной для выделения фоновых, пониженных и повышенных значений признака по заданной выборке.

В работе (Qiuming и др., 2000) предлагается новый подход для выделения геохимических аномалий на основе интеграции пространственного анализа и анализа спектра. Этот подход позволяет эффективно выделять не только крупные геохимические аномалии, но и незначительные отклонения от фона.

Множество работ посвящено моделированию гидрологических свойств водосборных бассейнов на основе цифровых моделей рельефа. По ЦМР определяются такие показатели, как площадь, средний уклон рельефа, средний угол русловой сети, средний уклон склонов, средняя для склонового добегания, средняя длина добегания до конечного створа водосбора, средняя высота, суммарная длина русловой сети и др. (Яковченко, Жоров, 2000; Cheng et al., 2001).

Приведенные примеры показывают разнообразность гидрогеохимических и гидрологических задач, решаемых с использованием геоинформационных технологий. ГИС-технологии позволяют не только наглядно представлять разнородную пространственно привязанную информацию, но также проводить комплексный анализ и моделирование гидрологических, гидрогеохимических и ландшафтных характеристик территории.

Несмотря на существование множества специализированных ГИС-приложений, ГИС является мощным средством интеграции данных и их сопряжённого анализа. Поэтому геоинформационные технологии не могут развиваться в отрыве от предметной области. Информация (с ее тематической спецификой) и специалисты (с их предметно-проблемной ориентацией) наряду с программно-аппаратным обеспечением являются неотъемлемыми частями ГИС в соответствии с общепринятыми определениями (ДеМерс, 1999). Таким образом, разработка технологий применения ГИС и ДЗ для решения типовых задач в области наук о Земле всегда должны представлять собой комплексные междисциплинарные исследования. Основные термины и понятия ГИС приводятся в приложении 1. Предлагаемая работа, ориентированная на выявление пространственных закономерностей распределения химических элементов от природных условий территории, включает в себя комплексное решение гидрогеохимических и геологических задач средствами геоинформационных технологий.

Объектом исследования является Уронайский рудный узел, расположенный в Восточном Забайкалье, в пределах выделенного С.С. Смирновым (1944) оловянно-вольфрамового пояса. Исследуемая территория представляет собой средневысотную горную область. Ее основной орографической единицей является Уронайский хребет, склоны которого рассечены долинами.

По данным геологической съемки основная часть территории сложена вулканогенно-осадочными породами силура, которые прорываются интрузиями, представленными штоком безрудных гранитоидов каменноугольного возраста, а также штоками и дайками юрского возраста, несущими рудную нагрузку. Данная территория исследуется геологами на протяжении многих десятков лет. За это время было выявлено значительное количество месторождений и рудопроявлений, выходящих на земную поверхность. По данным разведочных работ известны рудопроявления вольфрама, меди, цинка, свинца, железа и др. металлов. Выявленные месторождения и рудопроявления связываются с юрским магматизмом и, по всей видимости, имеют метасоматический генезис. При этом в формировании рудопроявлений большую роль сыграли разломы. Прямые методы поисков исчерпали себя. На современном этапе исследований особую актуальность приобрели методы, позволяющие выявить скрытое оруденение.

Основными задачами исследования являются:

Новизна работы. Научная новизна работы заключается в выделении гидрогеохимических аномалий рудных элементов и определении областей возможных источников этих аномалий на территории Уронайского рудного узла. Выявлены закономерности распределения химических элементов в водах в зависимости от рельефа и геологического строения территории.

Методическая новизна работы заключается в совмещении геологических, гидрогеохимических и геоинформационных методов исследования. Использование геоинформационных технологий позволяет более детально проанализировать имеющийся геологический и гидрогеохимический материал и наглядно представить пространственное распределение гидрогеохимических аномалий на территории Уронайского рудного узла и их связь с рудопроявлениями и рудоконтролирующими факторами. Использование данных дистанционного зондирования позволило уточнить геологические особенности территории, составить схему зон трещиноватости, являющихся одним из рудоконтролирующих факторов, а также составить серию геоландшафтных схем (типов субстрата и растительности). По многочисленным фондовым материалам составлена геологическая карта масштаба 1:50 ООО на всю исследуемую территорию.

Основные защищаемые положения:

1.В условиях однородного геологического строения Уронайского рудного узла содержания основных макрокомпонентов в природных водах отражает степень взаимодействия источников с подстилающими породами. Геоморфологические и орографические характеристики территории (абсолютная высота, длина потока, площадь водосборной области) являются показателями состава потоков. Микроэлементный состав определяется локальными ландшафтными условиями и наличием минерализованных пород.

3. Разработанная пространственная рудно-геохимическая модель свидетельствует о перспективности Уронайского рудного узла в первую очередь на молибден и вольфрам, а также на медное и полиметаллическое оруденение.

Методика исследования и фактический материал.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы:

2. Геоинформационное комплексирование разнородных геологических, геоморфологических, металлогенических, ландшафтных и других данных на изучаемую территорию, позволяющее систематизировать, верифицировать, анализировать пространственно привязанную информацию;

3. Обработка данных дистанционного зондирования (мультиспектральные снимки ASTER высокого разрешения), позволяющая выявлять скрытые геологические структуры и ландшафтные особенности территории и, в частности, локализовать зоны трещиноватости;

Гидрогеохимическое опробование включало отбор проб поверхностных и подземных вод на площади рудного узла и проверку выявленных гидрогеохимических аномалий в различные сезоны года (весна, лето, осень) в течение четырех лет. Пробы, отобранные в 1986-1988 гг., были предоставлены Заманой J1.B. Опробование в 2002 году проводилось при участии автора. Всего отобрано около 390 проб поверхностных и подземных вод, которые анализировались на общий химический состав и фтор, редкие (Mo, W) и цветные (Си, Pb, Zn) металлы. Химико-аналитические исследования выполнены в Читинском институте природных ресурсов СО РАН. Воспроизводимость и правильность определений соответствовала допустимым нормам.

Для выявления закономерностей распределения элементов на площади Уронайского рудного узла был создан ГИС-проект на эту территорию. Технологическая схема работы представлена на рисунке 1. Информационная основа состоит из нескольких блоков: 1) данные гидрогеохимического опробования; 2) результаты обработки данных дистанционного зондирования (ДДЗ); 3) картографические данные, включающие в себя характеристику геологии, геоморфологии, металлогении и т.п.; 4) цифровая модель рельефа (ЦМР) и производные от нее сеточные карты.

По проекту ARO №238 на исследуемую территорию были получены многозональные дневные и ночные космические снимки ASTER. По результатам обработки снимков была составлена серия схем, позволяющих дополнить и уточнить имеющуюся ландшафтную и геологическую информацию.

На основе комплексирования всех данных создавались две геоинформационные модели территории: 1) модель геологических характеристик территории и 2) модель гидрогеохимических обстановок. Первая модель позволяет локализовать основные рудоконтролирующие факторы на исследуемой территории и установить зависимость содержания гидрогеохимических элементов от геологического строения. Модель гидрогеохимических обстановок позволяет провести детальную характеристику водосборных бассейнов и выявить обстановки, благоприятные для миграции и накопления химических элементов.

Схема разломов

Геоландшафтные схемы

Моноэлементные схемы

Схемы гидрогеохимических аномалий

Геологические Геоморфологические Геофизические Металлогенические

Схема потоков Схемы углов и азимутов падения склонов

Геоинформационное моделирование

1 г 1 г

Верификация полученной схемы известными рудопроявлениями и литогеохимическими аномалиями

Рис.1 Технологическая схема работы.

Личный вклад. Автором работы был составлен банк геопривязанных данных, включающий геологические, геоморфологические, гидрогеохимические, гидрологические данные, а также результаты обработки ДЦЗ и данные гидрогеохимического опробования. Проведена обработка ДЦЗ с целью выявления рудоконтролирующих факторов территории Уронайского рудного узла (локализация разломов, штоков гранодиоритов). По многочисленным геологическим данным и ДЦЗ составлена геологическая карта на всю исследуемую территорию. Автор также принимал участие в гидрогеохимическом опробовании территории в июле 2002 г. На основе анализа геохимических данных выявлен ряд закономерностей поведения макро- и микроэлементов в природных водах в зависимости от ландшафтных и геологических характеристик территории. Локализованы основные рудоконтролирующие факторы на исследуемой территории и создана схема перспективности района на выявление рудной минерализации. Кроме того, было проведено геоинформационное моделирование геологических и геохимических характеристик исследуемой территории.

Благодарности. Работа выполнена в НРЦГИТ ОИГГМ СО РАН под научным руководством д.г.-м.н. Птицына А.Б. и к.г.-м.н. Зольникова И.Д., которым автор выражает свою искреннюю благодарность. Автор выражает признательность к.г.м.н. Замане Л.В. за предоставленные данные гидрогеохимического опробования Уронайского рудного узла 1986-1988 гг., за помощь в организации полевых исследований 2002 г., а также за консультации при проведении исследований. Автор также благодарит к.г.-м.н. Добрецова Н.Н., к.г.н. Жорова В.А, к.г.н. Яковченко С.Г., к.г.-м.н. Каргополова С.А., к.г.-м.н. Кривоногова С.К., д.г.-м.н. Шварцева C.JL, д.г,-м.н. Кусковского B.C., д.г.-м.н. Гавшина В.М., д.г.-м.н. Сотникова В.И., д.г.-м.н. Бортникову С.Б., д.г.-м.н. Аношина Г.Н., д.г.-м.н. Сокол Э.В. за консультации и ценные замечания при подготовке работы. Автор выражает признательность Чечель Л.П. за помощь при проведении полевых исследований, а также Глушковой Н.В. и Мартысевич У.В. за помощь при подготовке работы.

Заключение Диссертация по теме "Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых", Лямина, Виктория Александровна

Выводы:

1. Наибольшее влияние на распределение макроэлементов оказывают геоморфологические и орографические характеристики (абсолютная высота, длина потока, площадь водосборной области). Характер растительного покрова и геологическое строение на распределение макроэлементов не влияют. Пространственный анализ показал, что уровень минерализации и щелочность вод увеличиваются от приводораздельной части Уронайского хребта к его подножью. Содержание большинства макроэлементов, за исключением SO4также увеличивается к подножью хребта. В распределении микроэлементов такой зависимости не наблюдается. Распределение микроэлементов зависит от локальных условий ландшафтных и геологических условий (наличия рудного источника вещества).

2. Гидрогеохимические аномалии по микроэлементам выделяются для меди, свинца, цинка, вольфрама и молибдена. Поскольку при высоких значениях рН создается неблагоприятная обстановка для миграции таких элементов, как медь, цинк и свинец, то для них наблюдаются только отдельные аномальные пробы в районах их собственных месторождений и рудопроявлений на расстоянии не более 1700 м для меди, не более 700 м для свинца и цинка. Однако выделяются аномалии, не связанные с известными месторождениями и рудопроявлениями. Вольфрам также плохо мигрирует в данных условиях, в районе его рудопроявлений наблюдаются только незначительные повышения концентраций, а в некоторых случаях такого повышения нет. При этом особое внимание следует обратить на аномалию на северо-западном склоне Уронайского хребта, где содержания достигают 112 мкг/л. Для миграции молибдена же, наоборот, с повышением щелочности вод складывается благоприятная обстановка, однако в районах рудопроявлений молибдена его содержание в воде увеличивается незначительно. Тем не менее, на исследуемой территории выделяются крупные контрастные аномалии молибдена на юговосточном склоне хребта, а также одна аномалия на северо-западном склоне, совпадающая с аномалией вольфрама.

3. Основными рудоконтролирующими факторами являются разломы, особенно пересечения разломов северо-западного и юго-восточного направлений, штоки и дайки гранодиоритов шахтаминского комплекса, а также наличие карбонатных пород и скарнов. Из 39 выявленных на исследуемой территории рудопроявлений и месторождений скарнового и гидротермально-метасоматического генезиса только три не связаны с вышеперечисленными факторами. Использование ночных тепловых снимков ASTER, снятых в предрассветные часы, является эффективным для выявления зон трещиноватости, являющихся основными рудоконтролирующими факторами на территории Уронайского рудного узла.

4. Созданная модель геологических особенностей территории позволяет локализовать области влияния рудоконтролирующих факторов и создать прогнозную схему для выявления рудопроявлений и месторождений. Созданная модель потоков позволяет вычислять возможные пути миграции химических элементов от известных рудопроявлений и месторождений, а также выявлять возможные источники гидрогеохимических аномалий. Совмещение построенных гидрогеохимических и геологических прогнозных схем позволяет локализовать области, перспективные на выявление рудопроявлений и месторождений полезных ископаемых. Разработанная методика сопряженного анализа разнородных геологических и гидрогеохимических данных позволяет эффективно выявлять закономерности пространственного распределения химических элементов в зависимости от геологических и ландшафтных особенностей исследуемой территории.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Лямина, Виктория Александровна, Новосибирск

1. Опубликованная литература

2. Андреева И.В., Осенняя Е.Д. Математическое моделирование процесса выветривания с использованием геоинформационных систем. // Геоинформатика 2000. Труды международной научно-практической конференции. Томск, 2000. -С. 146-147.

3. Алексеенко В.А. Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых: Учебник. М.: Логос, 2000. - 354 с.

4. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия: Учебник. М.: Логос, 2000. — 627 с.

5. Анализ воды. / ГПНТБ СО АН СССР. БНТИ СО АН СССР. № 17527. -Новосибирск, 1990. - 110 с.

6. Баландис В.А. Закономерности формирования природных гидрогеохимических аномалий (на примере Уронайского рудного узла) // Материалы V межвузовской молодежной научной конференции «Экогеология-2004», Санкт-Петербург: Изд-во СпбГУ, 2004. С. 193-195.

7. Баландис В.А. Разработка нового комплексного подхода к оценке перспективности Уронайского рудного узла по гидрогеохимическим данным. // Материалы всероссийской международной конференции «Строение литосферы и геодинамика», 21-26 апреля 2003 г.

8. Баландис В.А. Пространственный анализ зависимости химизма поверхностных вод от строения геологического субстрата. // Тезисы докладов Первой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 2002. С. 17-18.

9. П.Баландис В.А., Замана Л.В. Геоинформационное моделирование гидрогеохимических характеристик Уронайского рудного узла. // ENVIROMIS 2004, Томск: Изд-во Томского ЦНТИ. 2004. С. 93.

10. Баландис В.А., Замана Л.В. Пространственный анализ зависимости химических характеристик поверхностных вод от строения геологического субстрата // Материалы конференции "Проблемы геологии и географии Сибири" Томск. 2003.

11. Баландис В.А., Замана Л.В., Птицын А.Б. Пространственный анализ зависимости химических характеристик природных вод от геологического строения Уронайского рудного узла (Восточное Забайкалье).// Геология и геофизика, №6,2005. С. 645-651.

12. Балуев А.С., Малкин Б.В. Поля тектонических напряжений северо-западной части Байкальской рифтовой зоны по данным компьютерного анализа космических снимков. // Исследование Земли из космоса. 1999. -№ 2. - С. 7178.

13. Баранов Ю.Б., Берлянт A.M., Капралов Е.Г., Кошкарев А.В., Серапинас Б.Б., Филиппов Ю.А. Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов. М.: ГИС-Ассоциация, 1999.- 204 с.

14. Бубгров А.Н., Моржухин С.В. Наблюдения за гидрохимическими характеристиками малой реки в интересах оценки экологического состояния региона. // Геоинформатика. 2000. - № 4. - С. 22-31.

15. Вольфсон Ф.И. Дружинин А.В. Главнейшие типы рудных месторождений. — М.: Недра, 1982.-383 с.

16. Вольфсон Ф.И., Кузнецов К.Ф. О закономерностях размещения свинцово-цинкового оруденения в Приаргунском полиметаллическом поясе Восточного Забайкалья. // Закономерности размещения полезных ископаемых, т. II. Изд-во АН СССР, 1959.-504 с.

17. Вольфсон Ф.И., Яковлев П.Д. Структуры полей и месторождений. М.: Недра, 1975.-271 с.

18. Вольфрамовые месторождения, критерии их поиска и оценки. / Под. ред. Ф.Р. Апельцина. М.: Недра, 1980. - 255 с.

19. Гайворонский Б.А. Минералого-геохимические особенности и некоторые закономерности локализации шеелитоносных скарнов Восточного Забайкалья и Монголии //Вопр. геол. и металлогении Чит. обл. М., 1986. - С. 54-57.

20. Геоинформатика 2000. Труды международной научно-практической конференции. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2000. 361 с.

21. Геохимия молибдена и вольфрама. М.: Наука, 1971. - 126 с.

22. Глушкова Н.В., Баландис В.А. Опыт использования многозональных космоснимков ASTER на примере Уронайского рудного узла // Исследования Земли из космоса. №2. 2005. С. 61-65.

23. Глушкова Н.В., Баландис В.А., Мартысевич У.В., Дягилев Г.С. Рябинин А.Б. Опыт разработки многозональных данных дистанционного зондирования для различных геоландшафтных и геологических задач // ENVIROMIS 2004, Томск: Изд-во Томского ЦНТИ. 2004. С. 43-44

24. Глушкова Н.В., Баландис В.А. Современные методы получения экогеологической информации по космическим снимкам ASTER // Материалы международной конференции «Экологическая геология и рациональное недропользование» СПб: Изд-во СПбГУ. 2003.- С. 101-102.

25. Глушкова Н.В., Баландис В.А., Черепанов А.В. Опыт использования космических снимков Aster для решения геологических задач. // Материалы Второй Сибирской конференции пользователей программных продуктов ESRI и ERDAS. Новосибирск: Дата Ист. 2003 г.

26. Голева Г.А. Гидрогеохимия рудных элементов. М.: Недра, 1977. - 216 с.

27. Голубенко И.С., Ручкин Ю.А., Ворошин С.В. Двухмерный анализ формы полигональных объектов в геоинформационных системах геологического содержания. // Геоинформатика. 2003. - № 3. - С. 3-12.

28. ДеМерс, М. Н. Географические Информационные Системы. Основы.: Пер. с англ.-М.: Дата+, 1999. 490с.

29. Жуков В.Т., Новаковский Б.А., Чумаченко А.Н. Компьютерное геоэкологическое картографирование. М.: Научный мир, 1999. - 128 с.

30. Загородных В.А. Геохимические аномалии в четвертичных отложениях Западного анклава России. // Геоинформатика. 1999. -№ 2. - С. 49-51.

31. Загузин В.П., Ксензова В.И., Погребняк Ю.Ф. Химико-спектральное определение вольфрама, молибдена и олова в природных водах // Журн. аналит. Химии. — 1980.-№ 6.-С. 1143-1147.

32. Замана J1.B., Гладкая Н.М. Геохимические особенности природных вод Уровского биогеохимического района // Геохимия. 1993. - № 2. - С. 269-280.

33. Замана J1.B., Чечель Л.П, Борзенко С.В. и др. Оценка перспектив рудоносности Уронайского рудного узла по гидрогеохимическим данным. // Природные ресурсы Забайкалья: Сб. научн. тр. Новосибирск: Изд. ОИГГМ СО АН СССР, 1991.-С. 70-79.

34. Калмыков Д. 3D интерполяция в среде ArcView 3D Analyst // Arcreview. — 1999. — №2.-С. 10-11.

35. Карпуц М.Р., Моралев В.М., Нильсон Л.П., Роберте Д. Использование многозональных космических снимков для изучения геологии и природной среды (на примере западной части Кольского полуострова) // Исследование Земли из космоса. 1991. -№ 5. - С. 87-91.

36. Кашкин В.Б. Сухинин А.И. Дистанционное зондирование Земли из космоса. Цифровая обработка изображений. — М.: Логос, 2001- 264 с.

37. Кирпичева Е.Ю. Методика решения прогнозно-металлогенических задач на основе ГИС- INTEGRO и банка моделей эталонов благородных и цветных металлов // Геоинформатика. 2003. - № 1. - С. 8-12.

38. Ковин Р.В., Марков Н.Г. Цифровые модели рельефов в среде ГИС MAPINFO PROFESSIONAL. // Геоинформатика 2000. Труды международной научно-практической конференции. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2000. С. 96-102.

39. Колганов В.Ф., Какаулин С.В., Назначение и использование программы Datamine в АК «АЛРОСА» // Горный журнал. 2002. - № 2. - С. 80-85.

40. Комаров С.А., Миронов В.Л., Романов А.Н., Евтюшкин А.В. Измерения и алгоритм обработки данных в задаче дистанционного зондирования уровня грунтовых вод. // Исследование Земли из космоса. 1998. - № 4. - С. 93-101.

41. Котельников Е.И., Котельников М.И. Компьютерная технология использования данных дистанционного зондирования земли при геологических исследованиях.

42. Геоинформатика 2000. Труды международной научно-практической конференции. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2000. С. 81-84.

43. Кошель С.М., Мусин О.Р. Методы цифрового моделирования: кригинг и радиальная интерполяция // Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации № 4-5.-2000.-С. 32-33.

44. Кошель С.М., Мусин О.Р. Методы цифрового моделирования: кригинг и радиальная интерполяция. Окончание. // Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации № 1-3. 2001. - С. 23-24, 29, 32.

45. Кошкарев А.В., Мерзлякова И.А., Чеснокова И.В. Географические информационные системы в эколого-геоморфологических приложениях. // Геоморфология. 2002. - №2 - С. 68-79.

46. Крайнов С.П. Геохимия рудных элементов в подземных водах. М.: Недра, 1973. -296 с.

47. Крайнов С.Р., Капранов С.Д., Петрова Н.Г. Основные особенности геохимии вольфрама в подземных и поверхностных водах районов вольфрамовых месторождений // Геохимия. 1965. -№ 10. - С. 1234-1245.

48. Красавчиков В.О. Компьютерное моделирование направлений возможной миграции углеводородных флюидов и зон их потенциальной аккумуляции. // Геология и геофизика. 2000. - Т. 41. - № 3. - С. 356-370.

49. Кронберг П. Дистанционное изучение Земли. Основы и методы дистанционных исследований в геологии. — М.: Мир, 1988. 343 с.

50. Летувнинкас А.И. Антропогенные геохимические аномалии и природная среда: Учебное пособие. Томск: Изд-во НТЛ, 2002. - 290 с.

51. Леус В.А. Решение задач геологической компьютерной картографии на основе потенциал-полиномов // Геология и геофизика. 1998. - Т. 39. - № 10. - С. 14161423.

52. Линник П.Н. Набиванец Б.И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. -' 270 с.

53. Лобанов В.А. ГИС в гидрологии // Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации № 1-4. 2001. - С. 25-26, 54, 57.

54. Методические рекомендации по поискам рудных узлов и полей и оценке их прогнозных ресурсов геохимическими методами при геологосъемочных работах: (На прим. месторождений цв., благород. и ред. металлов) СПб.: ВСЕГЕИ, 1991. -95 с.

55. Методические рекомендации по применению литохимических методов при прогнозе, поисках и оценке медно-порфировых месторождений. М.: ИМГРЭ, 1989.-87 с.

56. Методические рекомендации по проведению поисков медно-никелевых месторождений (приемы математической обработки геохимической информации.) / Садиков М.А. J1.: изд-во ВНИИОкеанология, 1981. - 27 с.

57. Методические рекомендации по прогнозу и оценке месторождений медно-висмутовой формации на основе разработки их геолого-генетической модели. — М.: ИМГРЭ, 1990.-55 с.

58. Миловский Г.А., Валетов А.В., Харитонов С.А., Чехович К.М. Прогнозирование медно-никелевого оруденения в Норильском рудном районе по космическим данным // Исследование Земли из космоса. 2002. - № 1. - С. 67-71.

59. Миловский Г.А., Галкин А.С. Применение крупномасштабной космической съемки для прогнозирования комплексного медно-никелевого оруденения в Мончегорском районе // Исследование Земли из космоса. — 2002. № 2. - С. 7176.

60. Мусин О. Р. Цифровые модели для ГИС. Информационный бюллетень. ГИС Ассоциация. № 4 (16), 1998. С. 25-26.

61. Мусин О. Р. Цифровые модели для ГИС. Окончание. Информационный бюллетень. ГИС Ассоциация. № 5 (17), 1998. С. 30-31.

62. Наумов Г.Б., Миронова О.Ф. Влияние режима углекислоты и кислотности раствора на формирование настуран-карбонатных жил. // Геохимия гидротермального рудообразования. М.: Наука, 1971. - С. 61-77.

63. Новаковский Б.А., Брызгалов И.А., Баранникова Ю.Р. Использование геоинформационных технологий в целях минерально-геохимического картографирования // Геоинформатика. 2000. -№ 1. - С. 16-24.

64. Новаковский Б.А., Симонов Ю.Г., Тульская Н.И. Использование геоинформационных технологий при эколого-геоморфологическом картографировании // Геоинформатика. 2003. - № 4. - С. 3-12.

65. Питьева К.Е. Гидрогеохимия: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Изд-во МГУ, 1988.-316 с.

66. Проблемы создания региональных геоинформационных комплексов и опыт решения прикладных задач на основе аэрокосмической информации. / Отв. ред. В.В. Лебедев М.: Наука, 2002. - 239 с.

67. Рудные элементы в водах зоны гипергенеза месторождений Забайкалья. Новосибирск. Наука, Сиб. отд., 1989. 202 с.

68. Селифонов С., Агафонов В., Моргунова Т., Васильев П., Буянов Е. Компьютерная технология подсчета промышленных запасов рудных месторождений с использованием программы «Geoblock» // Минеральные ресурсы Казахстана. 2001. -№ 12-13. - С. 58-59.

69. Селифонов С., Фрейман Г., Моргунова Т., Крыловский И., Душеин Г., Есин М., Каймин М. Компьютерное обеспечение ведения рудничных работ в среде Microstation // Минеральные ресурсы Казахстана. 2001. - № 12-13. - С. 75-76.

70. Синяков В.И. Геолого-промышленные типы рудных месторождений. — СПб.: Недра, 1994.-248 с.

71. Смирнов В.И. Геология полезных ископаемых. М.: Недра, 1969. - 687 с.

72. Смирнов С.С. Полиметаллические месторождения Восточного Забайкалья // Тр. ВГРО, НКТП СССР. вып. 327, 1933.-491 с.

73. Смирнов С.С. Очерк металлогении Восточного Забайкалья. М.-Л., Госгеолиздат, 1944.-91 с.

74. Удодов П.А., Шварцев С.Л., Рассказов Н.М., Матусевич В.М., Солодовникова Р.С. Методическое руководство по гидрогеохимическим поискам рудных месторождений. М.: Недра, 1973. - 184 с.

75. Финкельштейн М.Я. Гис-INTEGRO как инструмент геологических исследований // Геоинформатика. 2002. - № 2. - С. 14-20.

76. Фомин Г.С. Вода. Контроль хим., бактер. и радиац. безопасности по междунар. стандартам: Энцикл. справ. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Протектор, 1995. -624 с.

77. Черемисина Е.Н., Уразаева С.Б. Создание геологической информационно-аналитической системы для республики Казахстан // Геоинформатика. 1997. -№ 3. - С. 18-21.

78. Чечель Л.П., Замана Л.В., Баландис В.А. Особенности формирования макро- и микрокомпонентного состава природных вод Уронайского рудного узла // Материалы Всероссийского совещания по подзем, водам Востока России. — Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2003, С. 36-38.

79. Шварцев СЛ. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. — 2-е изд. исправл. и доп. — М.: Недра, 1998.-365 с.

80. Щервенко Е.В., Дорошенко С.Г. Мониторинг паводковой обстановки по данным ночной тепловой съемки // Исследование Земли из космоса. — 2002. № 3. - С. 81-89.

81. Яковченко С.Г., Жоров В.А., Постнова И.С. Создание и использование цифровых моделей рельефа в гидрологических и геоморфологических исследованиях. Кемерово: ИУУ СО РАН, 2004. 89 с.

82. Bain К.А., Giles J.R.A. A standard model for storage of geological map data // Computers & Geosciencis. 1997. - Vol. 23. -№ 6. - P. 613-620.

83. Balandis V., Zolnikov I. GIS-modeling of geological and hydrogeochemical features of Uronai ore unit // 32nd Int. Geol. Congress., 2004, Abs. Vol.1., part.l, 113-8, p.

84. Balandis V., Glushkova N., Use of multispectral ASTER Images for revealing landscape and geological characteristics of Uronai ore unit. // Abstracts of International Symposium "Remote Sensing Europe", 8-12 September 2003, Barcelona, Spain.

85. Basnyat P., Teeter L.D., Lockaby B.G., Flynn K.M. The use of remote sensing and GIS in watershed level analyses of non-point source pollution problems // Forest Ecology and Management. 2000. - Vol. 128. - P. 65-73.

86. Bis В., Zdanowicz A., Zalewski M. Effects of catchment properties on hydrochemistry, habitat complexity and invertebrate community structure in a lowland river // Hydrobiologia. 2000. -Vol. 422/423. - P. 369-387.

87. Cheng Q., Russel H., Sharpe D., Kenny F., Qin P. GIS-based statistical and fractal/multifractal analysis of stream patterns in the Oak Ridges Morain // Computers & Geosciencis. 2001. - № 27. - P. 513-526.

88. Cheng Q., Xu Y., Grunsky E. Integrated Spatial and Spectrum Method for Geochemical Anomaly Separation // Natural Resources Research. 2000. - Vol. 9. -№ l.-P. 43-51.

89. Erarslan K. A practical approach for 3D modeling of ore bodies and the design of development for underground mines // Mineral resources engineering. 2000. - Vol. 9. -№ 3. - P. 287-299.

90. ERDAS Field Guide, 1999. p. 307.

91. Gaillard C., Zagorski F., Bonn F. Modelling of human dimention on soil erosion processes for remote sensing applications // Proceedings of the International Geoscience and remote sensing symposium. 03-08 August 1997.

92. Glushkova N., Balandis V., Use of remote sensing data for geological prospecting (on example of Uronai ore unit)// 32nd Int. Geol. Congress., 2004, Abs. Vol.1., part.l, 119-23, p.

93. Gunther A. SLOPEMAP: programs for automated mapping of geometrical and kinematical properties of hard rock hill slopes // Computers & Geosciences. 2003. -Vol. 29.-P. 865-875

94. Houlding S.W. 3D Geoscience Modeling. Computer Techniques for Geological Characterization. // Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, 1994. - P. 87-111.113. http://geology.wcupa.edu/courses/ess435/notes/envi-tutorial-3.pdf

95. Hutchinson M.F. A new procedure for gridding elevation and stream line data with automatic removal of spurious pits // Journal of Hydrology. 1989. - Vol. 106. - P. 211-232.

96. Jodouina S., Bentabeta L., Zioua D., Vaillancourta J., Armenakis C. Spatial database updating using active contours for multispectral images: application with Landsat 7 // ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing. 2003. - Vol. 57. - P. 346355.

97. Ka A. Monitoring high-mountain terrain deformation from repeated air- and spaceborne optical data: examples using digital aerial imagery and ASTER data // ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing. 2002. - Vol. 57. - P. 39- 52.

98. Kubler S., Voisard A. GeoHyp: an adaptive human interface for geologic maps and their databases // ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing. 1999. - Vol. 54. - P. 234—243.

99. Laiginhas C., Dias R., Leal Macado I. GIS technologies applied to modeling geological bodies. The Cabeco ds Mua iron bed (Portugal). // Proceedings of the International Geoscience and remote sensing symposium. 28 june-2 july 1999. CD

100. Lie Q., Bodechtel J. Application of MAIS (Modular airborne imaging spectrometer) data for mineral prospection in Gansu province, China. // Proceedings of the International Geoscience and remote sensing symposium. 28 june-2 july 1999. CD

101. Moon C.J. Towards a quantitative model of downstream dilution of point source geochemical // Journal of Geochemical Exploration. 1999. - Vol. 65. - P. 111-132.

102. Moore I.D., Grayson R.B., Ladson A.R. Digital terrain modeling a review of hydrological, geomorphological and biological applications // Hydrol. Proc. - 1991. — № 5. - P. 3-30.

103. Ninomiya N. Rock type mapping with indices defined for multispectral thermal infrared ASTER data: case studies // International Symposium on Remote Sensing, 2002.

104. Raines G.L. Discription and comparison of geologic maps with FRAGSTATS a spatial statistics program // Computers & Geosciencis. - 2002. - № 28. - P. 169-177.

105. Singhroy V., Saint-Jean R. Geological uses of multi-incidence RADARS AT images. // Proceedings of the International Geoscience and remote sensing symposium. 1998. CD

106. Shatov V.V., Cole A., Seltmann R., Yakobchuk A.S. Metallogeny of gold in the Tien Shan and Ural Paleozoic orogenic belts: a GIS-based approach. // Mineral Deposits at the beginning of the 21st century, 2001. P. 489-492.

107. Schmugge T. ASTER observations for the monitoring of land surface fluxes // Proceedings of international symposium IGARSS-97. CD

108. Thomas A.L., Dambrine E., King D., Party J.P., Probst A. A spatial study of the relationships between streamwater acidity and geology, soils and relief (Vosges, northeastern France) // Journal of Hydrology. 1999. Vol. 217. - P. 35-45.

109. Tsihrintzis V.A., Fuentes H.R., Gadipudi R.K. GIS-Aided Modeling of Nonpoint Source Pollution Impacts on Surface and Ground Waters // Water Resources Management. 1997. -№ 11. - P. 207-218.

110. Богомолов H.C. Отчет Забайкальской гидрогеологической партии о проведении съемки масштаба 1:50 000. 1959. Чита.

111. Богомолов Н.С., Кужелева Н.В. Отчет Забайкальской гидрогеологической партии о проведенной комплексной гидрогеологической съемке масштаба 1:200 000 за 1952 г. в бассейне нижнего течения р. Онон в районе станции Оловянной и Цугуловского Дацана. 1953.

112. Березина О.А., Соколов В.Н., Дубинников Б.В., Чередникова Т.Н., Муртазина Р.З. Результаты поисковых работ, проведенных ревизионной партией КГСЭ в пределах Уронайского рудного района, его окрестностей и на участках Нарымский, Березовый, Нагадан. 1980 г.

113. Голев В.К., Добровольская Л.Д. Отчет о результатах поисковых и поисково-разведочных работ, проведенных Уронайской партией в районе Уронайского хребта. Чита. 1968 г.

114. Голев В.К., Добровольская Л.Д. Технико-экономические соображения по расчету временных кондиций по Уронайскому Bi месторождению. Чита. 1969 г.

115. Голев В.К., Добровольская Л.Д. Отчет о результатах предварительной разведки Уронайского Bi месторождения с подсчетом запасов по состоянию на 1.05.74. Чита. 1974.

116. Добровольская Л.Д., Голев В.К. Отчет о результатах геолого-поисковых работ, произведенных Уронайской партией в районе Уронайского висмутового месторождения. 1971 г.

117. Дунай А.А., Ванюков Н.В. Отчет о геохимических работах, проведенных Царасучейской партией в 1959-1960 гг. в пределах Агинского палеозойского поля. Чита. 1961 г.

118. Орлова Л.М., Жилин Л.Д., Пояснительная записка к картам гидрогеологического районирования масштаба 1:200 000 для целей мелиорации земель, расположенных в бассейнах рек Ага, Онон, Борзя, Чикой и Хилок. Чита. 1974 г.

119. Сосницкий О.В. Шилов А.И. Джавахидзе Д.Г. Геологическое строение и полезные ископаемые листа M-50-VIII. Окончательный отчет Уронайской геолого-съемочной партии о работах 1959-1961 гг. Чита. 1962 г.

120. Ушаков С.К., Бутин К.С. Геологическое строение и полезные ископаемые северовосточной части хребта Уронай. Чита. 1970 г.

121. Шепелев А.Д., Авелев Э.А., Атавина Н.В. Отчет по опережающим геолого-геофизическим работам на площади Уронайского рудного узла 1989-1991 гг. Чита. 1991 г.

Информация о работе

Лямина, Виктория Александровна
кандидата геолого-минералогических наук
Новосибирск, 2005
ВАК 25.00.09

Диссертация

Выявление зависимости химического состава поверхностных вод от ландшафтных и геологических характеристик с использованием ГИС-технологий - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы