<<
>>

Физико-геологическое моделирование железорудных объектов

Такое моделирование применяется для решения следующих задач: создание региональных физико-геологических моделей с целью выделения металлогенических зон и уточнения их строения; создание физико-геологических моделей рудных полей; оценка прогнозных ресурсов металлогенических зон рудных районов, рудных полей, аномалий, месторождений, рудопроявлений;

конструирование и изучение физико-геологических моделей месторождений с целью совершенствования методики прогнозирования и поисковых работ; выявление внутренних структур месторождений и рудных тел на флангах и глубоких горизонтах на стадиях разведочных работ.

Например, в результате интерпретации аномального магнитного поля была составлена геомагнитная модель Урала. Она представлена картой распределения намагниченных масс территории, отражающей картину сложно-блокового магнитного слоя в пределах Уральской складчатой системы и сопредельных платформ. Установлены особенности распределения магнитовозмущающих объектов в пределах структур первого порядка. Выявлены закономерности в распределении концентраций магнитных масс в пределах региональных блоков, содержащих проявления эндогенных руд. Установлены участки увеличенной мощности магнитоактивного слоя в Та- гило-Кувшинском и Соколово-Сарбайском железорудных районах.


На основе съемок ДТ и Agps, их трансформацией и перерасчетов полей дТ, Ag, Agps на разные уровни, созданы тектонические модели железорудных зон Курганской и Глубокинской. Определены особенности тектонического строения, элементы геологических структур. Подтверждены ранее известные и установлены положения вновь выявленных тектонических разрывов разных уровней. Выделенные блоки характеризуются специфическим распределением наземных геофизических полей (рис. 13). По геофизическим данным и математическому моделированию дана прогнозная оценка рудной зоны.

Математическое моделирование по материалам разновозрастных аэромагнитных измерений осуществлялось в профильном и площадном вариантах. Сконструированная физико-геологическая модель оказалась трехмерной. Путем последовательного приближения рассчитанной и наблюденной кривых ДТ изменяли элементы этой модели до тех пор, пока кривые не совпали хотя бы для одной из высот полета. От уточненной модели решалась прямая задача для остальных высот наблюдения и проводилось сравнение рассчитанных и наблюденных ДТ по мере схо-

наблюденные и рассчитанные зна

чения магнитного поля на /-той высоте; AT1Hmax - максимальное значение наблюденного поля на /-той высоте; n - количество точек вычисления меры сходимости.

Изменения модели производили от наилучшего совпадения аномальных кривых дТ, рассчитанных и наблюденных на всех высотах.

Затем производилась прогнозная оценка глубоких горизонтов месторождений. Например, по Естюнинскому магнетитовому месторождению, приуроченному к останцу вмещающих карбонатно-силикатных пород в мелкозернистых габбро-норитах. На период моделирования месторождение представляло собой несколько мелких рудных тел с глубиной залегания до 300 м и запасами около 30 млн. т.

Были выполнены измерения дТ до высоты 2000 м. По характеру изменения и интенсивности кривых дТ с высотой установлено два источника, определивших аномальное магнитное поле в районе месторождения - рудный, создающий локальную аномалию, и крупную аномалию первого порядка, обусловленную магнитными свойствами пород. Локальная аномалия затухает на высоте 1200 м. Это свидетельствует о распространении оруденения на значительную глубину. Исходя из этого была построена физико-геологическая модель с подбором глубинных железорудных залежей. Они были подтверждены буровыми работами (рис. 14). Запасы руд на метсо- рождениия увеличились до 250 млн. т.

Для железорудных объектов сложного строения решение проблемы количественных взаимоотношений между фактической и проектной точностью геофизических съемок и физическими характеристиками структурно-вещественного комплекса могут быть найдены на основе вероятностного подхода к решению прямых задач геофизики с использованием стохастических моделей неоднородных объектов сложного строения [Моделирование..., 1987, 1991].

Основная идея такого подхода заключается в расчете вероятностных характеристик ожидаемых аномальных эффектов - математических ожиданий, дисперсий, корреляционных функций. Базируясь на формализованном вероятностном описании неоднородного объекта, статистический подход позволяет характеризовать бесконечное множество возможных реализаций состояния объекта и соответствующих аномалий относительно небольшим числом параметров.

Рис. 14. Глубинное строение Естюнинского месторождения по моделированию материалов аэромагнитных съемок (по А.Н.Авдонину и др., 1987):

1 - значение магнитной восприимчивости f, п(4л)-10-6 СИ; 2 - контур рудных тел по математическому моделированию; 3 - контур магнитных пород; 4-6 - рудные тела: 4 - установленные до 1970 г.; 5 - выявленные в 1983 г.; 7-8 - кривые АТ: 7 - наблюденные, 8 - вычисленные от модели месторождения; 9 - значения высот измерений поля, м

Математическое моделирование при локальном прогнозировании на основе автоматизированного подбора объемных неоднородно намагниченных моделей решается с помощью обратной задачи магниторазведки [Моделирование..., 1987]. На основе анализа материалов по скарново-магнетитовым месторождениям и месторождениям железистых кварцитов были предложены неоднородно намагниченные модели, позволяющие описать магнитные свойства вмещающих пород и рудных объектов. Рудные зоны месторождений представляют чаще чередование разных по мощности, содержанию железа и намагниченности рудных тел, пропластков и пустых пород. Неоднородно намагниченная модель пластообразной залежи представляет собой систему мощных ограниченных по простиранию и падению крутопадающих пластов с произвольной формой и разной глубиной залегания верхней кромки. Каждый мощный пласт аппроксимируется совокупностью «тонких» однородно намагниченных пластов. Неоднородно намагниченная модель столбообразной залежи представлена в виде мощного крутопадающего столбообразного тела, состоящего из со-

вокупности «тонких» призм квадратного сечения. Они характеризуются различной намагниченностью и падением. При подборе неоднородно намагниченных моделей можно использовать глубину залегания и угол падения объекта, данные о его горизонтальных и вертикальных размерах, границы ожидаемого изменения неоднородной намагниченности. Для определения параметров неоднородно намагниченных моделей использовались методы нелинейного программирования, предложен декомпозиционный подход в задаче минимизации функции многих переменных «овражного типа» на множестве простой структуры.

Методика математического моделирования, основанная на подборе неоднородно намагниченных моделей, позволяет определять неоднородную намагниченность как в плане, так и по падению возмущающих объектов. Можно оценивать их вертикальные и горизонтальные размеры и решать задачи локального прогнозирования: 1) оценку перспектив магнитных аномалий в связи с поисками скрытого и глубокозалегающего оруденения; 2) оценку глубоких горизонтов и флангов железорудных месторождений; 3) оценку основных параметров рудных залежей и прогнозных ресурсов железных руд.

При поисках слепых или погребенных месторождений необходимо проводить картирование возмущающего объекта с помощью расчетной намагниченности 1Р не только по латерали, но и по падению. Изменение намагниченности с глубиной - один из эффективных критериев разбраковки магнитных аномалий на рудные и безрудные. К перспективным относятся те магнитные аномалии, возмущающие объекты которых имеют тенденцию заметного роста намагниченности с глубиной. Другой критерий - величина прогнозных ресурсов и глубина залегания предполагаемого оруденения. С помощью подбора неоднородно намагниченных моделей можно достаточно надежно оценивать эти параметры и давать обоснование рекомендации по направлению буровых работ.

Методика математического моделирования, основанная на подборе неоднородно намагниченных моделей, может использоваться для оценки глубоких горизонтов и флангов железорудных месторождений. Приведем результаты по объемному картированию структуры Таштагольского рудного поля в Горной Шории. Модели составлены по материалам аэромагнитной съемки с обтеканием рельефа на высоте 50 м и на горизонте Н=1000 м, или на относительной высоте 300-500 м. Было выполнено два варианта объемного картирования месторождения и один вариант плоского, по трем расчетным профилям (рис. 15).

Первый вариант объемного картирования был выполнен по магнитному полю, наблюдаемому на горизонте +1000 м. Объемная модель состоит из двух частей - верхней и нижней. Верхняя часть модели соответствует частям рудной зоны Ташта- гольского и Кочуринского участков. Они характеризуются небольшими размерами в плане. Модель представлена 17-ю признаками, заданными по сети 250^250 м. Нижняя глубинная часть модели аппроксимирует глубокие горизонты рудной зоны с глубиной залегания верхней кромки рудных тел на горизонте 2000 м. Представлена 102-мя признаками, заданными по сети 400x400 м. Подбор объемной неоднородно намагниченной модели проводился по полю, заданному по сети 400x400 м и 200x200 м. Общее количество точек наблюдений составило 541. Подбор выполнялся в варианте определения намагниченности каждой призмы модели (при общем числе призм 119) и магнитного фона, учитывающего ошибки в выборе нулевого уровня магнитного поля и вертикальных размеров. Средняя квадратическая ошибка подобранного магнитного поля составила 60 нТл. Анализ плана распределения !Р на горизонте 0 м показал, что рудная зона Таштагольского месторождения картируется удовлетворительно: 1Р отражает масштаб оруденения и глубину его залегания. По 1Р = 5 А/м дополнительно выделился перспективный участок в районе Кочуринской площади IV.

Рис. 15. Результаты картирования рудных зон Таштагольского скарново-магнетитового месторождения по величине расчетной намагниченности (по Г.Н.Константинову и др., 1987)

Физико-геологические модели  

<< | >>
Источник: А.Ф.Коробейников. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫМОДЕЛИРОВАНИЯМЕСТОРОЖДЕНИЙПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ. 2009

Еще по теме Физико-геологическое моделирование железорудных объектов:

  1. ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ФОРМИРОВАНИЯ РУДНЫХ ПОЛЕЙ И МЕСТОРОЖДЕНИЙ
  2. § 6. Геологическая история Земли. Система геологического летосчисления
  3. Мониторинг экзогенных геологических процессов
  4. Характеристики геологических моделей различного типа
  5. Геологическое развитие
  6. Глава 4. Мониторинг состояния отдельныхприродных сред и экзогенных геологических процессов
  7. Автоматизированнаяинформационная система для ведения мониторинга экзогенных геологических процессов
  8. Основные требования к региональной службе контроля и прогноза опасных геологических процессов
  9. Наблюдательная сеть в системе мониторинга экзогенных геологических процессов
  10. Принципы моделирования
  11. § 2. Понятие субъекта и объекта, их многоликость и многоуровневость. Субъект и объект научно-познавательной деятельности