Особенности ФГМ геологических объектов и требования к ним

 

При геолого-геофизических исследованиях выделяются геологические тела, границы которых определяются самой природой, и объекты, границы которых определяются поставленными целевыми геологичес­кими или геолого-экономическими задачами, например выделение контуров рудного тела по заданным кондициям. В первом случае мы имеем дело с естественными, природными телами, во втором — с целевыми геологическими. Последние определяются как область непрерывного развития материального или материально-энергетичес­кого признака, параметры которого выбираются исходя из решаемых задач и требований промышленности. Границей целевого геологичес­кого тела является поверхность, при переходе через которую значение признака претерпевает разрыв. Из этого следует, что границы естественных (природных) тел могут не совпадать с целевыми геологическими. Контуры целевых геологических тел, выделенных по материальным (вещественным) признакам, не всегда будут соответ­ствовать контурам, выделенным по энергетическим признакам. При формировании ФГМ геологического объекта следует учитывать как естественные, так и целевые геологические тела, слагающие объект, выделяя те из них, которые наиболее полно и представительно характеризуют его особенности.

На всем протяжении геологоразведочного процесса изучается иерархический ряд объектов, ФГМ которых составляют своего рода систему. Можно выделить два класса внутрисистемных связей, определяющих структуру такой системы.

I. Иерархические (внешние) связи, характеризующие соподчинение моделей, образующих ранги объектов. Отношение соподчинения выражается в том, что частные модели одного множества (ранга) принадлежат (входят в состав) частным моделям другого множества. Переход от ранга к рангу осуществляется не через случайное суммирование, а через закономерное группирование так называемых элементарных ячеек (объемов): рудное тело, месторождение, рудное поле, рудный район. Вычленение элементарных ячеек (объемов) позволяет более точно установить количество уровней иерархии и в соответствии с этим определить предмет исследований.

П. Связи, определяющие отношения эквивалентности между част­ными ФГМ на рассматриваемом иерархическом уровне (внутренние связи). Важнейшими из них являются связи, характеризующие вза­имоотношения частных материальных и материально-энергетических моделей проявления естественных и целевых геологических тел. В этом классе связей выделяют следующие.

1. Теоретические связи, определяющиеся принятыми в процессе исследований гипотезами, теориями, предложениями и базирующиеся на фундаментальных законах, описывающих поведение вещества и энергии (примеры: связь между пористостью, влажностью пород и их удельным электрическим сопротивлением; формой тела и харак­тером теоретической кривой и т. п.).

2. Эмпирические связи, устанавливающиеся в результате наблюде­ний над объектами. Их использование при прогнозировании возможно лишь для объектов, тождественных объекту, на материалах которого были установлены эти связи (примеры: связь между отношением остаточной и индуктивной намагниченности пород и интенсивностью и знаком поля; минерализацией поровых вод и электрическим сопротивлением и т. п.).

3. Эвристические связи, устанавливаемые интуитивно, исходя из опыта исследователя. В них используются принципы перечисления членов класса и общности свойств. Приближены к строго математичес­ким. На основе оценки эвристических связей разработана серия алгоритмов распознавания образов (примеры: связь между глубиной залегания объекта и интенсивностью физического поля; степенью проявления вторичных процессов и характером изменения физических характеристик и т. п.).

ФГМ каждого ранга или класса свойственны:

- отражение основных геологических факторов, определяющих размещение исследуемого объекта, и физических свойств слагаю­щих его образований, достаточных для создания регистрируемого эффекта;

- оптимизация (подбор необходимых признаков для построения модели) и минимизация (ограничение количества) геологических, геофизических и других признаков модели определенного класса; в то же время некоторая избыточность этих признаков для выбора наиболее представительных, для «проигрывания» разных их сочетаний;

- комплексный характер, достаточно полно отражающий наибо­лее существенные свойства и элементы исследуемого геологического объекта и вмещающей среды, находящиеся во взаимосвязи и вза­имодействии;

- увеличение детальности и степени сложности модели объекта с укрупнением масштаба исследований (с переходом с высшего на низший иерархический уровень) и усложнением их задач; модель характеризуется все более широким набором признаков;

- объемный характер, выражающийся набором признаков в опре­деленном пространстве, ограниченном земной поверхностью и плос­костью, заданной с учетом глубинности исследований;

- повышение степени сложности и усовершенствование модели в связи с увеличением глубинности исследований; в изучение вов­лекается все больший объем пород со своими особенностями состава и структуры; использование признаков различного радиуса действия;

- преемственность, выражающаяся в отражении в каждой модели последующего иерархического уровня основных элементов модели предшествующего иерархического уровня;

- отражение условий размещения объекта, его взаимоотношений с вмещающей средой: уровня эрозионного среза, мощности и состава коры выветривания, зоны окисления, покрова рыхлых образований;

- практическая реализуемость и экономическая целесообразность; реализация модели должна отвечать современным возможностям методов разведочной геофизики, а ее сложность — эффективному решению поставленной задачи при минимальных затратах;

- постоянное обновление, дополнение и усовершенствование мо­дели объекта по мере поступления новых геологических и геофизичес­ких данных; информация, определяющая необходимость и пути дальнейшего совершенствования геофизических комплексов и отдель­ных методов и разработки новых;

- соответствие ранга (класса) модели стадии исследований, ее требованиям, кругу решаемых геологических задач.

Для каких целей служит моделирование? Моделирование геоло­гических объектов и их физических полей позволяет:

а) оценить возможности различных методов и выбрать оптималь­ный их комплекс для эффективного решения геологических задач;

оценить диапазон действия каждого метода в зависимости от глубины исследования, размеров и морфологии рудных объектов;

б) обосновать методику проведения работ (масштаб и сеть наблюдений, размеры установок, точность наблюдений и т. д.) и оце­нить влияние различного рода геологических и геоморфологических помех;

в) определить методику обработки и геологической интерпретации геофизических материалов; установить критерии истолкования гео­логической природы геофизических аномалий;

г) оценить достоверность результатов и эффективность выполнен­ных работ, установить степень изученности (опоискованности, разведанности).

ФГМ-конечный продукт геолого-геофизических исследований, аккумулирующий всю информацию выполненных на объекте ис­следований. Эта информация необходима для проектирования комп­лекса работ на различных стадиях поисков и разведки, вплоть до оценки запасов месторождений и технико-экономического обоснования горных предприятий.