4 урок. "Ищем золотую руду".
Регрессионный анализ, использование ГИС.
Это фрагменты целой технологии геохимических поисков для опытных геологов, и не только.
Теперь о геологии вы кое что знаете. Представьте территорию 20х10 км, на которой проводятся поиски золоторудных месторождений. Вполне реальная ситуация. Идет бурение поисковых скважин, их опробование на спектральный анализ (на 25 элементов и золото). Как вы поняли из предыдущего урока, все это нужно для выявления в недрах ореолов золота и его спутников, которые обнаружить легче чем руду.
Опять немного о геологии:
Благодаря всеобщей рассеянности элементов разные горные породы имеют геохимические особенности, отражающие их первичный состав. Процессы рудообразования придают этому свою специфику. Факторный анализ геохимических проб обычно выявляет 2 фактора: главный - "породный" и второстепенный - "рудный" (проявленный локально). "Породный фактор" помогает в геологических построениях, "рудный" - найти руду.
Часто бывает, что результаты спектрального анализа вам делают быстро (например, уже сделано 5 тыс. проб), а золото-спектральный задерживают (он более трудоемкий), сделано пока 500 анализов из 5 тыс. Такова реальная российская ситуация. На западе геохимические поиски (по спектральному анализу) геологи почти не применяют. Однако, имеют возможность быстро и точно проанализировать пробы прямо в поле, не отсылая их в лабораторию (читай опыт работы Григоряна в Швеции).
Все эти тонкости изложить здесь невозможно. Вернемся к нашим баранам.
Вспомним, что мы ищем золоторудные месторождения. В определенный момент ситуация такова: по пробуренным скважинам отобрано 5 тыс. проб. Они все проанализированных на 25 элементов и частично (500 проб) на золото. Таблица результатов анализов читателю, конечно, недоступна.
Текущая задача: методически правильно продолжить поисковые работы.
Из 4500 проб непроанализированных на золото надо выделить наиболее интересные (их мы отправим на анализ золота в первую очередь). Для этого займемся 500-ю пробами, где золото уже определено.
Последовательность решения задач.
1. Корреляционным анализом определим элементы-спутники золота в 500 пробах.
2. По элементам-спутникам золота составим уравнение регрессии для вычисления расчетных содержаний золота в непроанализированных на золото пробах.
3. Вычислим расчетные значения золота в 4500 пробах. Сформируем первоочередной заказ проб на золото. Получим анализы, скорректируем первоочередные участки для бурения скважин. В конечном итоге проанализируем на золото все 5000 проб.
На этом этапе полевая стадия работ обычно завершается.
Приступаем к окончательной обработке всех проб и составлению окончательного отчета.
4. Выполним факторный анализ всех 5000 проб. Выделим "рудный фактор", надрудные и подрудные элементы, рассчитаем коэффициент зональности.
5. Используя геоинформационные программы построим карты аномалий золота, элементов-спутников золота, значений "рудного фактора" и коэффициента зональности по 5000 пробам.
6. Если месторождение золота мы еще не нашли, эти построения помогут последующим поискам.
Подробнее по указанным выше пунктам.
1. Проводим корреляционный и регрессионный анализы 500 проб.
Выясняем, что золото имеет слабые корреляционные связи с Cr, As, Sb, W - равные соответственно 0.184, 0.311, 0.285, 0.111. Это и есть спутники золота. Предположим, что в остальных 4500 пробах связи такие же.
2. Регрессионным анализом вычисляем формулу зависимости содержаний золота в пробах от содержаний элементов-спутников. (Расчеты опущены).
Получаем уравнение регрессии Au= -0,074+0,00042Cr+0,0024As+0,147Sb+0,0056W. Если подставить в эту формулу реальные содержания Cr, As, Sb, W, равные, например 30, 10, 3, 5 (в n*10-3 вес. %), то получим расчетное содержание золота в пробе = 0,4886г/т.
Применим эту формулу для всех 500 анализов. Визуально анализируем результат (фрагмент):
Убеждаемся, что расчетные содержания золота в 500 пробах близки к фактическим. Настолько близки, насколько содержание Au коррелируется с содержаниями элементов-спутников. Предварительно оценив содержания золота в непроанализированных пробах уравнением регрессии, половину перспективных участков мы выявим еще до получения результатов анализов золота.
Вывод по пунктам 1-2: несмотря на слабые корреляционные связи золота и элементов спутников, уравнение регрессии достаточно правильно прогнозирует его содержание в еще не проанализированных на золото пробах.
После получения всех анализов продолжим обработку информации.
3. Выполним факторный анализ всех 5000 проб. Выделим "рудный фактор", надрудные и подрудные элементы, рассчитаем коэффицент зональности.
4. Для всех проб у нас имеются географические координаты с вертикальной составляющей. По всей площади с помощью ГИС отрисуем карты ореолов спутников золота (Cr, As, Sb, W), ореолы "рудного фактора" и коэффициентов зональности.
И только после осмысливания полученного материала на фоне геологической карты и геологических разрезов определим наиболее перспективные участки.
Вывод по пунктам 3-4: Поисковые работы на золото мы провели с использованием всех доступных нам современных компьютерных технологий: геоинформационных систем, корреляционного, факторного и регрессионного анализов.
Примечание 1. Возможно, по вашей поисковой площади имеются еще несколько тысяч спектральных анализов от предшествующих поисковых работ, а анализов золота по ним нет (площадь ранее перспективной на золото не считалась). Имея уравнение регрессии, вы можете оценить, каково могло быть содержание золота в давно утраченных пробах!
Примечание 2. Обработку информации следует вести в 3-х мерных координатах. Картографические построения обычно ведут в 2-х мерных координатах, но вертикальная составляющая то же учитывается.
В заключение скажу, что для реализации рассмотренной технологии в ГИС достаточно единственной таблицы - результатов анализа проб с их координатами (в том числе их глубин или абсолютных отметок). В итоге строятся карты ореолов отдельных элементов, значений рудного фактора и коэффициентов зональности в любых вариантах.
Повторяю, могу включиться в любой проект, обсчитаю любые массивы данных, построю любые карты. Мой почтовый ящик wlalex52@yandex.ru
