В Кольском научном центре РАН разработан метод автоматического 3-мерного картирования месторождений полезных ископаемых.
Об этом 27 декабря 2017 г сообщила пресс-служба Роснедр.
Новая методика позволит геологам точнее планировать разработку месторождений и увеличит количество извлекаемых полезных компонентов.
Технология 3-мерного картирования проста: оператор вводит в цифровом виде исходные геологические данные, а компьютер с использованием программного обеспечения строит карту.
При вводе свежих данные (информация о новой скважине или новом сейсмопрофиле), компьютер легко построит новую карту.
Проблема только в трудоемкости ввода исходных данных для формирования 3-мерной карты.
Для многих осадочных бассейнов цифровая информация уже в каком-то виде есть, поэтому ввод лишь дополнительной цифры снижает трудоемкость.
Для проведения автоматического 3-мерного картирования требуется не только специальное системное программное обеспечение (ПО), но и специализированные, более мощные компьютеры.
Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ).
Ученые подробно исследовали химический и минеральный состав фоскоритовых руд из Ковдорского массива в Мурманской области.
Исследователи предложили 4 способа определения минерального состава породы по результатам химических анализов.
Такой подход позволяет выяснить из каких минералов, рудных и нерудных, состоит горная порода, зная только химический (валовый) состав породы.
Первоначально ученые рассчитали состав пород без примесей.
2м способом расчета распространения минералов был учет влияния нескольких независимых параметров на распространение каждого минерала (множественная линейная регрессия).
3й метод предсказания минерального состава основан на определении типа породы по химическому составу с помощью искусственной обучающейся нейронной сети.
Для обучения использовалась партия образцов, 30% из которых имели известный состав и являлись тестовыми и проверочными.
В расчетах использовалось несколько функций, из которых подбиралась наиболее походящая, сравнив полученные результаты с геологическими данными.
4м способом стала логическая схема оценки типов породы.
Это своего рода контролируемое обучение или «распознавание образов», управляемое ученым.
В зависимости от химического состава пород их последовательно делят на группы по минеральному составу.
Исследователи сравнили все 4 способа расчета минерального состава и построили 3-мерные карты распространения типов фоскоритов, сопоставив их с описаниями пород, предоставленными геологической службой Ковдорского горно-обогатительного комбината.
Прогнозы расположения пород, полученные методом расчета состава без примесей и методом учета нескольких параметров, не соответствовали геологическим данным о взаимоотношениях пород.
А вот 3-мерные карты, полученные при работе с обучающейся нейросетью и логической оценкой типов породы, хорошо сходятся с данными геологической службы.
Эти методы помогут достаточно быстро создавать более точные, унифицированные модели месторождений.
При этом на созданные карты не будет влиять «человеческий фактор» - существующие и порой противоречащие друг другу научные концепции о происхождении объекта, а также выделение разного количества типов пород разными геологами.
Полученная на основании имеющихся результатов трехмерная карта Ковдорского месторождения является базисом для геометаллургической модели месторождения и позволит улучшить качество добываемой руды, а также извлекать другие полезные элементы, например, скандий.
В дальнейшем ученые из Кольского научного центра планируют применить новые подходы для Ловозерского месторождения (Мурманская область) и Большетроицкого железорудного месторождения (Белгородская область).
Помимо практического применения и улучшения качества добываемой руды, построение достоверных моделей геологических объектов поможет ответить на фундаментальные научные вопросы.
Что дальше?
Дальше 4-мерное картирование, то есть формирование карт во времени, что позволит , к примеру, восстановить объемную историю геологической структуры.
А это важно при поиске полезных ископаемых, которые могли мигрировать в пространстве, и могли быть смещены разрывными нарушениями.
