Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Географические науки
Географическая картография и геоинформатика

Диссертационная работа:

Бочнева Анна Александровна. Статистические модели полиминеральных полей промежуточных коллекторов россыпных алмазов : На примере месторождений Якутии и Северного Урала : диссертация ... кандидата геолого-минералогических наук : 25.00.35. - Москва, 2005. - 123 с. : ил. РГБ ОД,

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.
Список сокращений 4

Введение 5

1. Состояние вопроса и постановка проблемы 12

  1. Проблема промежуточных коллекторов 15

  2. Генезис и условия залегания промежуточных коллекторов 18

  3. Использование методов математической статистики 23

2. Объекты исследования и характеристика материала 25

  1. Мало-Ботуобинский алмазоносный район 25

  2. Эбеляхский алмазоносный район 33

  3. Красновишерский алмазоносный район 37

3. Статистические модели структуры поликомпонентных минеральных систем и
методы их исследования 40

  1. Кластерный анализ 43

  2. Факторный анализ 47

  3. Метод «информационной» энтропии К.Шеннона :.51

  4. Тренд-анализ 53

4. Структура минеральных ассоциаций алмазоносных осадочных толщ как
показатель трансформации минеральных парагенезисов 56

4.1 Общие особенности состава минеральных ассоциаций алмазоносных

площадей (на примере Мало-Ботуобинского алмазоносного района 56

  1. Распределение содержаний кластогенных минералов 59

  2. Выделение информативных минеральных ассоциаций методом кластерного анализа 68

  3. Пространственная изменчивость поликомпонентных минеральных

полей (по данным метода главных компонент) 70

4.1.4 Сравнительный анализ полиминеральных ассоциаций и полей в

области развития разнотипных промежуточных коллекторов 75

4.2 Изменчивость минеральных парагенезисов в геологическом разрезе
фанерозойских образований 81

5. Сравнительный анализ моделей минеральных полей промежуточных
коллекторов Мало-Ботуобинского и Эбеляхского алмазоносных районов '. ..90

  1. Анализ структуры полиминеральных полей в районах развития промежуточных коллекторов методом тренд-анализа 90

  2. Модели энтропийных полей алмазоносных районов с развитием промежуточных коллекторов 100

  1. Энтропийное поле Мало-Ботуобинского алмазоносного района 101

  2. Энтропийное поле Эбеляхского алмазоносного района 105

5.3 Разработка алгоритма целевой модели минерального поля

россыпных объектов 109

Заключение 112

Литература 115

Список иллюстраций 122

Список сокращений:

Амфибол - Amph Эпидот - Еру Дистен - Di Хлорит - С1 Сфен - Sph Ильменит - Ilm Магнетит - Mgt Пирит - Ру Шпинель - Sp Рутил - Ru Ставролит - Sta Андрадит -Andr Гроссуляр - Gros Апатит - Ар Анатаз - An Циркон - Zr Турмалин - Turm Хромит - Cr Лейкоксен - Leu Лимонит - Lim Альмандин - Aim

Введение к работе:

Актуальность проблемы

Шлиховой метод является одним из важнейших способов получения информации

о составе аллювия и пород, развитых в бассейнах питания рек, и одним из наиболее

достоверных методов прямых поисков месторождений полезных ископаемых

(Копченова, 1951; Озеров, 1959). В.А. Батурин одним из первых исследователей

обратил внимание на высокую информативность данных минералогического анализа

(шлиховых проб) для, изучения состава пород в области питания, что нашло

отражение в предложенном им понятии «терригенно-минералогическая провинция»

для определения областей, поставляющих в аллювий определенные комплексы

кластогенных минералов (Батурин, 1947). Главная сложность изучения минеральных

ассоциаций аллювия заключается в их поликомпонентном составе, который

формируется за счет минералов, поступавших из разных источников и претерпевших

различные преобразования на пути миграции, в результате чего качественное

сопоставление этих данных не дает однозначной информации об источниках сноса и

эволюции сложившихся минеральных парагенезисов. Эта задача часто возникает при

J изучении алмазоносных россыпей, минеральный состав которых зачастую

формируется в условиях многократного переотложения материала из

разновозрастных промежуточных коллекторов. Это заставляет исследователей

использовать различные методы математической статистики при анализе и

сопоставлении данных и их оценке на количественной основе. Использование

математических методов сжатия информации при изучении многомерных

поликомпонентных минеральных систем, каковыми являются данные

количественного минералогического анализа, позволяет изучить их внутреннюю

структуру, факторы, ее определяющие и тем самым повышает достоверность

выводов.

Цель работы и постановка задачи

Целью работы явилось изучение методами математической статистики минеральных парагенезисов аллювия рек алмазоносных площадей, сложенных разновозрастными и различными по составу комплексами пород, часть которых рассматривается в качестве установленных или предполагаемых промежуточных

алмазоносных коллекторов; выявление скрытых признаков промежуточных коллекторов для решения прогнозных и оценочных задач; получение дополнительной информации о возможных путях миграции минералов.

Сложность задачи состоит в том, что для ряда проанализированных объектов достоверные источники алмазов остаются неизвестными. Кроме того, приходится учитывать, что миграционная способность большинства генетических спутников алмаза (пироп, пикроильменит, хромшпинелиды, хромдиопсид, оливин), намного меньше самого алмаза способного выдерживать многократное переотложение (Кухаренко, 1961; Харкив, Зинчук, Зуев, 1997; Шило, 2002), в результате чего указанные минералы быстро рассеиваются и весьма редко входят в состав ассоциаций, образованных транзитными устойчивыми минералами, несущими информацию о строении бассейна питания в целом, в том числе и о присутствии в нем осадочных пород, которые могли выступать в качестве промежуточных коллекторов алмаза (Подвысоцкий, 2000).

В качестве исходного положения принималось, что в процессе переноса и формирования ассоциации кластогенных минералов аллювиальных свит происходит, с одной стороны, их «очищение» от малоустойчивых минералов, а, с другой, их пополнение минералами, поступающими из различных частей бассейна как путем многократного переотложения, так и за счет нарастания денудационного среза (Россыпные ..., 1997; Патык-Кара, 1998).

Применявшийся многомерный статистический анализ базировался на системном подходе, позволявшем исследовать различные свойства выбранного объекта исследования - минеральных парагенезисов.

Выбор объектов исследования и фактический материал

Объектами исследования послужили алмазоносные объекты и площади разного ранга, охарактеризованные с различной степенью детальности: Мало-Ботуобинский алмазоносный район Якутии, россыпь р. Бол.Щугор в Красновишерском районе (Пермская обл.) и россыпь р. Эбелях в Анабарском районе (республика Саха (Якутия)). Их объединяет присутствие древних алмазоносных осадочных коллекторов, принимающих участие в формировании минеральных ассоциаций четвертичных аллювиальных алмазоносных россыпей, причем, если в Мало-

Ботуобинском районе древние коллекторы (главным образом карбонового и юрского возраста) являются дополнительным источником алмазов, наряду с породами-первоисточниками - кимберлитами, то в двух других районах коренные источники алмазов до сих пор неизвестны и промежуточные коллекторы рассматриваются в качестве наиболее достоверного источника алмазов в современных долинных россыпях (Вербицкая, Гапеева, 1959; Ишков, 1966; Люхин, 1999; Плотникова, Кардопольцева, 1966).

В основу работы положены исследования автора фондовых материалов, многочисленных результатов, опубликованных по отечественным и зарубежным алмазоносным россыпным месторождениям, а также по использованию статистических методов применительно к промежуточным коллекторам алмазов. Изучение данных по алмазоносным осадочным коллекторам проводилось в фондах Росгеолфонда, где имеется обширный материал по геологическому и тектоническому строению, палеогеографической обстановке формирования осадочных коллекторов, а также шлихо-минералогическому опробованию и детальным специализированным опытно-методическим работам научно-исследовательских институтов по алмазоносности районов Якутской провинции и Северного Урала.

Задачи исследования

Применительно к названным объектам с целью выявления дополнительных признаков распознавания промежуточных коллекторов алмазов в данной работе поставлены следующие задачи:

изучить и сопоставить методами математической статистики минеральный состав промежуточных коллекторов;

выявить закономерности распределения минералов тяжелой фракции, выделить характерные минеральные ассоциации;

проследить унаследованность и изменчивость данных ассоциаций в пределах представленных разновозрастных геологических отложений исследуемых районов (от ордовикских до четвертичных);

выявить наличие (или отсутствие) закономерностей в "поведении" выделенных минеральных ассоциаций;

проследить корреляцию минералов (минеральных ассоциаций) на различных уровнях неоднородности и попытаться реконструировать их причины;

выделить упорядоченные минеральные ассоциации, которые являются характерными и устойчивыми для промежуточных коллекторов алмазов;

определить с помощью статистических методов наиболее информативные минералы;

определить упорядоченность и степень неоднородности минерального поля.

Методы исследования

Для решения поставленных задач выполнено следующее:

а) собраны и проанализированы по фондовым и литературным материалам
данные по осадочным коллекторам объектов исследования;

б) проанализированы данные шлихо-минералогического опробования
разновозрастных осадочных толщ Мало-Ботуобинского алмазоносного района
Якутии, аллювия р. Эбелях и ее притоков Эбеляхского алмазоносного района Якутии
и аллювия р. Б. Щугор Красновишерского района Северного Урала, определен
характер распределения основных минералов по площади;

в) построены схемы распределения содержаний минералов по площади и
подобраны полиномиальные функции их распределения;

г) полученные данные проинтерпретированы в виде серии схем, диаграмм
распределения минералов тяжелой фракции и т.п., дающих представление о
распределении минералов в различное геологическое время.

Решение поставленных задач осуществлялось с помощью комплекса статистических методов: кластерного анализа, факторного анализа (в частности, метода главных компонент), метода энтропии К. Шеннона и тренд-анализа.

Научная новизна работы

Научная новизна работы состоит в следующем:

  1. Определены и апробированы на выбранных объектах принципы и методы статистических исследований при изучении промежуточных коллекторов алмазов.

  2. В результате проведенных исследований выделена структура минеральных ассоциаций как критерий распознавания алмазоносных промежуточных коллекторов.

3. Для Мало-Ботуобинского алмазоносного района выделены предполагаемые
палеодолины, совпадающие с областями повышенных значений энтропии.

4. Для Мало-Ботуобинского алмазоносного района впервые определены функции
распределения минералов по площади в породах промежуточных коллектбров
алмазов каменноугольно-пермского и неоген-четвертичного возрастов.
Полиномиальные функции объясняют до 94% от общей изменчивости.

5. Для Эбеляхского алмазоносного района выделен в качестве наиболее
информативных минералов альмандин и лимонит, который отражает особенности
геологического строения и характер рудоносности территории.

Защищаемые положения

  1. Сжатие полиминеральных полей, получаемых в результате количественного минералогического анализа шлиховой съемки алмазоносных территорий, с помощью методов математической статистики позволяет получить дополнительные критерии для распознавания промежуточных осадочных коллекторов (комплексов пород, участвующих в питании алмазоносного аллювия).

  2. Промежуточные осадочные алмазоносные коллекторы характеризуются высокозрелыми минеральными ассоциациями, состоящими из "транзитных" кластогенных минералов, отражающих длительную эволюцию осадочного процесса при подчиненном участии минералов собственно кимберлитового комплекса.

  3. Осадочные породы, выступающие в качестве промежуточных коллекторов, характеризуются наибольшей (по сравнению с другими комплексами) упорядоченностью минеральных полей, что находит отражение в высоких значениях 1-й главной компоненты и ее составе, в котором доминируют минералы повышенной устойчивости.

  4. Разработанная модель пространственного распределения статистических параметров неоднородности минеральных полей (главных компонент и значений энтропии) позволяет делать выводы о локализации промежуточных коллекторов как источников питания россыпей и палеодолин как зон транзита обломочного материала или россыпевмещающих структур.

Практические результаты работы и их апробация

Результаты работы вошли в виде главы в промежуточный информационный отчет ИГЕМ РАН по договору с ЯНИГП ЦНИГРИ АК "АЛРОСА" по теме: "Сравнительный анализ условий формирования разнотипных осадочных коллекторов и россыпей алмазов Якутской кимберлитовой провинции и их корреляция на основе изучения распределения минеральных ассоциаций и микротопографии минералов" (2002г.), а также в. отчет ИГЕМ РАН по теме «Эволюция процессов россыпеобразования в истории Земли» в виде раздела «Сравнительный анализ минеральных ассоциаций промежуточных алмазоносных коллекторов (на примере Мирнинского алмазоносного района)» (2003 г.), также частично в отчет по проекту РФФИ 02-05-64673 и по Научной школе Н.А. Шило НШ-2082.2003.5.

По теме диссертации автором опубликовано 10 работ; основные результаты и отдельные положения работы докладывались на Конференции, посвященной 10-летию РФФИ «Геология, геохимия и геофизика на рубеже XX -XXI веков» (Москва, 2002); на Международном Совещании IAMG 2003 (Портсмут, 2003); на 8-ом Международном научном симпозиуме студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» им. Академика М.А. Усова (Томск, 2004); на 32-ом Международном Геологическом Конгрессе (Флоренция, 2004); на 2-ой Международной Конференции «ГИС в геологии» (Москва, 2004).

Структура и объем работы

Работа состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 123 страниц текста, 14 таблиц, 31 рисунок в виде схем и карт, графиков, разрезов. Список литературы включает 115 наименований.

Первая, вводная глава рассматривает общие вопросы, касающиеся проблемы трансформации минеральных парагенезисов, как поликомпонентных систем, роли промежуточных коллекторов в образовании россыпей. Вторая глава содержит подробную характеристику объектов исследования: Мало-Ботуобинского и Эбеляхского алмазоносных районов республики Саха (Якутия) и Красновишерского алмазоносного района Северного Урала. Третья глава обосновывает использованные в работе принципы и методы математической статистики. В четвертой главе, на примере Мало-Ботуобинского алмазоносного района, установлены скрытые признаки

промежуточных коллекторов алмазов. Пятая глава описывает динамику развития/эволюции минеральных ассоциаций на исследуемых территориях на основе моделирования.

Работа выполнена в ИГЕМ РАН под научным руководством доктора геолого-минералогических наук Наталии Георгиевны Патык-Кара, которой автор выражает свое глубочайшее признание за неоценимую помощь в написании диссертации, за конструктивную критику, а также планирование и организацию проводимых исследований. Автор также благодарит академика Н.А. Шило и член.-корр. Ю.Г. Сафонова за неизменную поддержку и ценные советы и замечания, директора ЯНИГП ЦНИГРИ АК "АЛ РОС А" профессора Н.Н. Зинчука за помощь в выборе объектов исследования, к.г.-м.н. Н.В. Гореликову за постоянное внимание и помощь в изучении минералов россыпей, к.т.н. И.А.Чижову, к.г.-м.н. Э.Э.Асадулина, к.г.-м.н. А.В. Лаломова и Т.М. Маханову за помощь при математической обработке данных и в интерпретации результатов, к.г.-м.н. В.Е. Минорина, к.г.-м.н. Д.Н. Гречишникова (ЦНИГРИ), доцента Пермского ГУ к.г.-м.н. В.А. Наумова за предоставленные материалы, А. Б. Лексина за помощь в оформлении диссертации и работе над рисунками, A.M. Жиличева за помощь в подготовке исходных данных.

Дружескую признательность автор выражает к.г.-м.н. Е.Г. Бардеевой за терпение, понимание, поддержку в процессе подготовки работы и ценные указания и с.н.с. ВНИИОкеангеологии к.г.-м.н. К.А. Пшеничному за поддержку в процессе проводимых исследований.

Подобные работы
Митина Надежда Викторовна
Разработка геоинформационной системы для комплексного исследования геохимических свойств угольных месторождений : на примере Кузбасса
Елагин Александр Викторович
Методика определения конечно-элементной модели гравитационного поля Земли
Овчинников Марат Николаевич
Реологические модели и эволюция физических полей в подземной гидросфере
Алешин Владимир Дмитриевич
Прикладные динамические модели влаго- и теплообмена на сельскохозяйственном поле
Лавриненко Андрей Викторович
Многомерные динамико-стохастические модели и их применение в задачах восстановления и прогноза полей температуры и ветра
Уздиева Наталья Супьяновна
Исследование и реабилитация геосферы при углеводородном загрязнении вследствие открытого фонтанирования нефтяных скважин :На примере месторождений нефти Чеченской республики
Васильев Сергей Владимирович
Пояса экологической безопасности нефтегазовых месторождений (На примере Ковыктинского газоконденсатного месторождения)
Бабенко Олег Борисович
Геоэкологический прогноз состояния окружающей среды в зоне влияния подземных выработок (На примере Ленинградского месторождения горючих сланцев)
Елекоева Инга Каурбековна
Охрана окружающей среды интенсификацией природного выщелачивания металлов (На примере Садонского месторождения)
Кемкина Раиса Анатольевна
Оценка и прогноз загрязнения окружающей среды токсичными элементами при отработке золоторудных объектов : на примере Прасоловского месторождения, о. Кунашир

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net