21.06.2017
Гидроизоляция в комнате, где будет устанавливаться ванна или душ, должна быть качественной, ведь именно здесь возможны постоянные...


21.06.2017
Мрамор появляется в результате соединения известняка и доломита под воздействием перекристаллизации различных осадочных пород в...


21.06.2017
Трактор - это техника, без которой сложно представить выполнение дорожно-строительных, землеройных и других работ. Именно поэтому...


20.06.2017
При монтаже пластиковых окон немаловажным пунктом является оформление ее откосов. Для отделки проемов используется материал, из...


20.06.2017
Первые недели жизни малышу требуется на сон не менее 18 часов в сутки. Поэтому очень важно правильно организовать место для сна....


20.06.2017
Утепление или же преобразование лоджии собственными силами, как и при работе профессионалов, всегда начинается с робот по ее...


Математическая обработка результатов минералогического исследования шлихов

21.12.2016

Изложение принципов математической обработки результатов шлиховых поисковых работ является предметом самостоятельных методических руководств. В настоящем учебном пособии ограничимся лишь самыми краткими сведениями, адресовав учащегося к специальной литературе. Из числа использующихся в геологии математических методов, основанных на теории вероятностей и математической статистики, может быть применена методика проверки статистических гипотез и проведено статистическое разграничение геологических объектов, позволяющее разделить совокупность проб на ряд статистически однородных групп. Вероятностное распознавание образов позволяет классифицировать некоторую группу объектов на основе заданных требований или признаков. С помощью дисперсионного анализа может быть выявлена и оценена степень влияния на изучаемую случайную величину различных одновременно действующих факторов или выборочных данных. Тренд-анализ позволяет определить и исследовать закономерности изменения геологического признака в пространстве, что лежит в основе картирования аномалий в полях рассеяния.
Наиболее широкое применение в поисковой практике нашел корреляционный анализ, дающий возможность вычислять коэффициенты корреляции и сопряженности признаков с последующей оценкой взаимозависимости случайных величин (например, при выявлении парагенетических связей между химическими элементами, шлихообразующими минералами и т. п.). Целесообразно также проводить выбор и оценку информативных комбинаций признаков с целью отбраковки из массива аналитических данных неинформативных признаков, бесцельно осложняющих обработку результатов поисков.
Первоначальная обработка результатов шлихо-минералогических и шлихо-геохимических исследований состоит в подготовке выборок из аналитических данных, выдаваемых лабораториями заказчику. В одну выборку включается совокупность проб, отобранных в однородных в металлогеническом и структурно-формационном отношении геологических или рудных районах, рудных полях, в пределах сильно расчлененной и сложной по истории формирования гидрографической сети или отдельных ее частей. Для каждой пробы в столбцах выписываются аналитические данные (признаки) в их количественном или бинарном выражении (например, данные о содержании в пробах минералов, химических элементов и т.д.). Подобные выборки в дальнейшем служат основой для математической обработки результатов на ЭВМ.
Шлиховая аномалия, как всякое поле рассеяния, характеризуется рядом параметров. Для поисковой оценки шлиховых аномалий и их разбраковки при математической обработке результатов целесообразно рассчитывать средние содержания шлихообразующих минералов и связанные с ними значения дисперсии распределения и коэффициенты вариации, выявлять корреляционные связи между минералами, проводить кластеризацию шлихов. Оценка этих параметров и сопоставление с особенностями геологического строения территорий позволяют получить дополнительную прогнозно-поисковую информацию.
Статистические параметры шлиховых аномалий. Средние содержания шлихообразующих минералов необходимо устанавливать как для отдельных водотоков разных порядков, так и для бассейнов их питания или pайонов в целом. Значения средних содержаний минералов в шлихах варьируют для участков распространения определенных формационных комплексов. Так, в участках развития гипербазитов и габброидов аллювий рек обогащен их породообразующими минералами и соответственно шлихи характеризуются повышенными средними содержаниями магнетита, титаномагнетита, ильменита, хромита, оливина, пироксенов, отчасти — амфиболов. В то же время для участков с преобладанием пород гранитоидного ряда отмечаются повышенные средние концентрации в шлихах циркона, рутила, апатита, сфена, амфиболов.
Зоны проявления гидротермально-метасоматической минерализации фиксируются повышением средних содержаний в шлихах эпидота, хлорита, биотита, флюорита, сульфидов, турмалина и наличием зерен рудных минералов. В аллювии водотоков, благоприятных для россыпенакопления, заметно возрастают средние содержания в шлихах абразивно устойчивых минералов — апатита, циркона, рутила, граната, хромита, а также магнетита и вторичных продуктов изменения первичных рудных минералов, например псевдоморфоз лимонита по пириту. Следовательно, анализируя вариации средних содержаний ведущих шлихообразующих минералов как косвенный поисковый признак, можно прогнозировать потенциальную рудоносность территорий поисков в целом, особенно в случаях малой их обнаженности, залесенности, трудной доступности.
Второй параметр шлиховых аномалий — корреляционные зависимости переменных. Для оценки меры связи между минералами в гипергенных полях рассеяния применяется корреляционный анализ, позволяющий определить взаимозависимость в сонахождении минералов в шлихах и выявить их индикаторные шлихо-минералогические ассоциации. Присутствие минералов в шлихах и их количественные соотношения обусловлены, с одной стороны, парагенетическими их ассоциациями в коренных образованиях, а с другой, абразивной устойчивостью и особенностями миграции минералов в зоне гипергенеза. В результате сочетания этих двух групп факторов в рыхлых отложениях различного возраста и генезиса возникают чисто механические, но в то же время закономерные минеральные ассоциации, которые могут иметь индикаторное поисковое значение.
Таким образом, на основе корреляционного анализа можно выделять типоморфные шлихо-минералогические ассоциации: магматогенные, метаморфогенные, рудные, россыпеобразующие. Каждая из них включает закономерный комплекс минералов с устойчивыми корреляционными связями и характеризуется приуроченностью к определенным геолого-структурным участкам. Например, для одного из районов Сибири, сложенного магматическими образованиями основного состава, магматогенная шлихо-минералогическая ассоциация состояла из магнетита, ильменита, хромита, амфибола, пироксенов. В рудогенную ассоциацию входили пирит, гематит, барит, эпидот, амфибол.
Картирование шлихоминералогических ассоциаций позволяет выявить зональность шлиховых полей рассеяния. Головные их зоны, прилегающие к коренным источникам шлиховых минералов, отличаются высокими корреляционными связями главных породообразующих минералов, что отражает их парагенетические ассоциации в коренных образованиях. По мере удаления от коренных источников комплекс минералов и их корреляционные связи в шлиховом поле рассеяния меняются в зависимости от абразивной устойчивости минералов и особенностей их транспорта: из ассоциаций исчезают минералы малой абразивной устойчивости (амфиболы, пироксены) и первоначальные корреляционные связи между подобными минералами распадаются. В периферических зонах шлиховых аномалий значимые корреляционные связи сохраняются лишь для абразивно устойчивых минералов — сфена, циркона, рутила. В участках россыпей создаются новые шлихо-минералогические ассоциации, отличающиеся высокими корреляционными связями между абразивно устойчивыми минералами — гранатом, сфеном, цирконом, рутилом и другими, способными претерпевать дальнюю транспортировку и переотложение.
Таким образом, использование корреляционного анализа, выявление индикаторных шлихо-минералогических ассоциаций и зональности шлиховых полей рассеяния может служить дополнительным критерием для прогнозирования пространственного положения коренных рудоносных формаций, зон первичной минерализации и участков возможного россыпеобразования.
Третий параметр шлиховых полей рассеяния — пространственная связь первичных формационных комплексов пород со шлиховыми аномалиями. Она может быть установлена на основе кластерного анализа, позволяющего сопоставлять шлихи по составу и количественным соотношениям шлихообразующих минералов. Следовательно, кластеризация шлихов в конечном итоге преследует цель разделения всей их совокупности на группы, которым свойствен однотипный минеральный состав и определенные индикаторные ассоциации минералов. Картирование выделенных групп шлихов дает возможность выявить специализированные зоны полей рассеяния, обусловленные их структурно-геологическими особенностями. Так, участки потенциального россыпеобразования могут характеризоваться преобладающим развитием групп шлихов, обогащенных магнетитом, лимонитом и его псевдоморфозами по пириту, апатитом, цирконом, рутилом при высоких взаимных корреляционных связях этих минералов. Таким образом, кластеризация шлихов также может дать дополнительную поисковую информацию для прогнозной оценки территорий.