ФГУНПП «Аэрогеология» Лаборатория надежности геолого-поисковых систем им. В.М. Крейтера «Основные проблемы и стратегические направления развития программно- технологического обеспечения государственного геологического картографирования на период до 2020 года» мая 2012 г. Москва Цыганов В.А. О НАПРАВЛЕНИИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ПРОГРАММНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОЦЕНОК ПРОГНОЗНО- МИНЕРАГЕНИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ВСКРЫТИЯ ТЕРРИТОРИЙ

ФГУНПП «Аэрогеология» Лаборатория надежности геолого-поисковых систем им. В.М. Крейтера «Основные проблемы … до 2020 года» мая 2012 г. Москва. СОДЕРЖАНИЕ ДОКЛАДА 1.Постановка проблемы 2.Основные понятия и определения теории надежности геолого- поисковых систем 3.Выделение и исследование отказов при проектировании или оценке ранее проведенных поисковых работ 4.Примеры из практики - Хромиты Полярного Урала – региональная оценка и локальный участок 5.Заключение и рекомендации

Лаборатория надежности геолого-поисковых систем им. В.М. Крейтера «Основные проблемы и … до 2020 года» мая 2012 г. Москва 1. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ В 2011 г. Минприроды и экологии РФ приступило к подготовке государственной программы «Воспроизводство и использование природных ресурсов», в рамках которой предполагается, начиная с 2012 г., существенное увеличение финансирования работ по Государственному геологическому картированию и достижение показателей прироста геологической изученности, заложенных в «Долгосрочной государственной программе…». Ежегодный прирост изученности в период 2012–2020 гг. в масштабе 1: должен достигнуть 78,5 тыс. км 2, а в масштабе 1: – 1150 тыс. км 2. Количество ежегодно локализованных перспективных участков должно достичь 45 с перспективой роста до 80–90. Важным результатом работ будет существенное пополнение фонда перспективных поисковых площадей для воспроизводства МСБ.

Лаборатория надежности геолого-поисковых систем им. В.М. Крейтера «Основные проблемы и … до 2020 года» мая 2012 г. Москва ИЗ РЕШЕНИЯ от 20–22 апреля 2011 г. г. Санкт-Петербург: 9. Информационный и прогнозный потенциал Государственных геологических карт может быть значительно повышен за счет увеличения аналитической составляющей работ и широкого внедрения созданных технологических заделов в области сопровождающих геофизических, геохимических, дистанционных и лабораторно-аналитических методов и технологий геологоразведочных работ. Существенное увеличение стоимости работ в результате такого расширения аналитической составляющей в значительной степени компенсируется приростом прогнозных и информационных свойств карт и представляется целесообразным. 10. В связи с исчерпанием фонда легкооткрываемых и выходящих на поверхность месторождений и вовлечением в производство закрытых и труднодоступных площадей целесообразно существенное увеличение средств, вкладываемых в разработку и внедрение при геологическом картировании специализированных глубинных геологических исследований и повышение их надежности.

Лаборатория надежности геолого-поисковых систем им. В.М. Крейтера «Основные проблемы и … до 2020 года» мая 2012 г. Москва ИЗ РЕШЕНИЯ от 20–22 апреля 2011 г. г. Санкт-Петербург: Методическое обеспечение работ 5. Провести обсуждение «Методики построения карт полноты вскрытия минерагенического потенциала и оценки остаточных прогнозных ресурсов территорий в масштабах 1: и 1: » (ФГУГПП «Аэрогеология», ФГУП «ВСЕГЕИ», ФГУП ГНЦ РФ «ВНИИгеосистем», с привлечением других заинтересованных организаций) и определить целесообразность ее использования при создании комплектов Госгеолкарт.

Лаборатория надежности геолого-поисковых систем им. В.М. Крейтера «Основные проблемы и … до 2020 года» мая 2012 г. Москва Таким образом в настоящем докладе рассматривается проблема повышения прогнозно-поисковой эффективности Госгеолкарт 1: и 1: путем включения в их комплект КАРТ ПОЛНОТЫ ВСКРЫТИЯ МИНЕРАГЕНИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ТЕРРИТОРИЙ

Лаборатория надежности геолого-поисковых систем им. В.М. Крейтера «Основные проблемы… на период до 2020 года» мая 2012 г. Москва. 2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ ГЕОЛОГО-ПОИСКОВЫХ СИСТЕМ 1. «Геолого-поисковая система» 2. «Отказ» 3. «Качество» 4. «Надежность»

8 «Геолого-поисковая система»Определение 1 – «Геолого-поисковая система» Геолого-поисковая система - конкретные программа, проект или отчет по поискам определенного геолого-промышленного типа определенного вида минерального сырья в определенном регионе) Может быть представлена в виде конкретной технологической последовательности выделения промежуточных поисковых объектов (I, II, … N), а для каждого из них своих предпосылок (1) и признаков (2). Предпосылки и признаки, в свою очередь, представляют собой частные объекты поисковых работ, для выявления каждого из которых используются определенные поисковые методы или комплексы методов.

9 «Геолого-поисковая система» Определение 1 – «Геолого-поисковая система» Тогда, любая геолого-поисковая система может быть разделена на элементарные составляющие типа «объект – метод», для которой: С одной стороны, обозначается и описывается частный элементарный объект поисков, А с другой стороны, определяется конкретный метод, применяемый для обнаружения этого объекта, и технологические спецификации его проведения по проекту или по факту. Исследование в каждой геолого-поисковой системе (проекте, программе, отчете) КАЧЕСТВА и НАДЕЖНОСТИ всех выделяемых элементарные составляющих типа «ОБЪЕКТ – МЕТОД», а далее слагаемых из них технологических цепочек, стадий и подстадий поисковых работ осуществляется путем выделения, классификации и типизации и количественного моделирования ОТКАЗОВ.

10 Определение 2 – «Отказ» Под ОТКАЗОМ геолого-поисковой системы или ее элемента понимается любое действительное (т.е. установленное) или возможное (т. е. вероятное) событие, которое приводит, привело или может привести, в конечном счете, к пропуску на площади работ хотя бы одного определенного поискового объекта.

11 Основной количественной характеристикой качества является средняя вероятность безотказной работы - p i Определение 3 – «Качество» Под КАЧЕСТВОМ геолого-поисковой системы или ее элементов понимается их способность к непропуску минимально-промышленного поискового объекта

12 Количественными характеристикоми надежности являются вероятность безотказной работы на заданный объем рабты- P(S), средняя наработка до первого отказа - Sср, интенсивность отказов - Определение 4 – «Надежность» Под НАДЕЖНОСТЬЮ геолого- поисковой системы или ее элементов понимается их способность сохранять качество на заданный объем работы или способность к непропуску на определенную площадь или участок, независимо от изменчивости любых меняющихся факторов

13 В основе разработки высоконадежных поисковых технологий резервированных в отношении возможных отказов поисковых методов лежит выделение, классификация и и количественное моделирование ОТКАЗОВ.

14 3. ВЫДЕЛЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ОТКАЗОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ИЛИ ОЦЕНКЕ РАНЕЕ ПРОВЕДЕННЫХ ПОИСКОВЫХ РАБОТ Пять групп отказов для любой пары «объект-метод»: Вещественно-индикационные Вещественно-индикационные Ландшафтно-геологические Ландшафтно-геологические Технико-метрологические Технико-метрологические Геолого-интерпретационные Геолого-интерпретационные Заверочные Заверочные

15 А. Отказы в вещественно-индикационном модуле A – по отношению к поисковому методу, используемому в паре, объект поисков должен обладать минимально-аномальным значением индикационного параметра, например, для магниторазведки – быть достаточно намагниченным, а для шлихо-минералогического метода – содержать индикаторные минералы;

16 В. Отказы в ландшафтно-геологическом модуле B – на фоне вмещающих и перекрывающих пород, компонентов ландшафтно-геологической среды объект поисков должен создавать аномалию, фиксирование которой принципиально возможно при современном уровне измерительной техники или при разумных объемах опробования;

17 С. Отказы в технико-метрологическом модуле C – расположение точек наблюдения на местности и применяемая точность наблюдений должны гарантировать подсечение аномалии от объекта необходимым количеством точек (т. е. аномалия, существующая в реальном поле, должна найти отражение в поле измеренном); (т. е. аномалия, существующая в реальном поле, должна найти отражение в поле измеренном);

18 D. Отказы в геолого-интерпретационном модуле D – измеренная аномалия от поискового объекта должна быть выделена, правильно проинтерпретирована, т.е. отнесена к группе аномалий, требующей заверки, с правильным определением местоположения аномалообразующего объекта;

19 Е. Отказы в заверочном модуле E – применяемая система заверочных работ должна гарантировать вскрытие аномалообразующего объекта;

20 А-Е. Объеденная оценка отказов в технологической цепочке – качество проведенных поисков р а-е = p a p b p c p d p e пример Pa-e = 0,85 х 0,6 х 0,43 х 0,84 х 0,41 = 0,07!!!

21 Простой пример: подсечение объекта поисковой сетью Всего рудных объектов -10 Качество сети -0,3 Обнаружено – 3 объекта Пропущено – 7 объектов Простой пример: поиски объекта поисковой сетью Всего рудных объектов -10 (полный минерагенический потенциал) Качество сети -0,3 (полнота вскрытия минерагенического потенциала) Обнаружено – 3 объекта (обнаруженные поисковые объекты при качестве сети) Пропущено – 7 объектов (остаточные прогнозные ресурсы)

22 Примеры из практики 4. ПРИМЕРЫ ИЗ ПРАКТИКИ Хромиты Полярного Урала – региональная оценка и локальный участок

23. Для реализации такого подхода на территории севера Урала в виде ГИС-проекта в формате ArcView GIS 3.3 в масштабе 1: и ее часть в масштабе 1: подготовлены: геологические карты, сводная тектоническая основа, карта-схема минерагенического районировании и полезных ископаемых, карты геологической, геохимической и геофизической изученности, сводные карты поля силы тяжести и аномального магнитного поля с их основными производным, дистанционныхматериалы дистанционных методов (Ландсат ЕТМ и ТМ); Использованы базы знаний по прогнозно- поисковым моделям объектов поисков, описанные в отчете ведущих отраслевых НИИ по заказу РОСКОМНЕДРА.

24 Дополнительно построены в виде отдельных слоев ГИС проекта ландшафтно- геологические основы карт условий поисков применительно к самым различным поисковым и вспомогательным методам. Эти карты позволяют перейти к количественной оценке вероятности безотказной работы любогоконкретного метода в ландшафтно-геологическом модуле (вероятность p b ).

25 Исследование качества и надежности поисковых технологий в отноше- нии отказов в технико-метроло- гическом модуле проведено на ос- нове карт фактической геологи- ческой, геохимической и геофизи- ческой изученности территории. Применительно к количественным характеристикам минимально- промышленных поисковых объ- ектов конкретных видов и типов сырья, специфике их обнаруже- ния, данные по изученности тер- ритории каждым методом преоб- разованы в карты вероятности безотказной работы метода в технико-метрологическом модуле (вероятность p с ).

26 Прикидочная оценка качества и надежно- сти поисков конкретного объекта кон- кретным методом (вероятность отра- жения объекта в материалах выполнен- ных наблюдений или измерений) прово- дилась перемножением двух обозначен- ных вероятностей: p bс = p b х p с р bс для метода прямых геологических наблюдений (хром, железо, марганец, бокситы, фосфориты)

27 В результате выяснилось, что территория севера Урала на хромовые руды практически не опоискована, доля вскрытия минерагенического потенциала в среднем близка к 0,02, т.е. реальный потенциал территории здесь недооценен в десятки раз. Начатая недавно отработка месторождений на массиве Рай- Из (единственные отрабатыва- емые месторождения хромовых руд в РФ) является только самым первым шагом в освоении потенциальной крупнейшей новой Северо-Уральской хромоворудной субпровинции страны и Мира.

28 Хромовые руды: 4) На основе специального изучения ключевых участков (массивы Сыум-Кеу, Рай-Из, Войкаро-Сынинский, Погурейский) удалось получить оценки качества для геолого- интерпретационного - р d и заверочного - р e модулей Общий анализ структуры отказов для поисковых методов на хромовые руды позволил увидеть у них наиболее слабые места и предложить технологию, минимизирующую вероятность отказов

29 Анализ качества и надежности работ на хромовые руды Общая структура отказов и резервирование малонадежных элементов Знание структуры отказов, проектируемой или реализованной ранее технологии, и ее изменчивость по площади работ, позволяет далее локализовать участки распределения остаточных ресурсов и наметить методические решения, повышающие качество и надежность последующих поисков. Знание структуры отказов, проектируемой или реализованной ранее технологии, и ее изменчивость по площади работ, позволяет далее локализовать участки распределения остаточных ресурсов и наметить методические решения, повышающие качество и надежность последующих поисков.

30 полноты вскрытия минерагенического потенциала территорий Карты оценки полноты вскрытия минерагенического потенциала территорий на основные полезные ископаемые, как составная часть комплектов Госгеолкарты-200/2, 1000/3 прошли достаточную апробацию во ВСЕГИИ, ФГУНПП «Геологоразведка», в ряде других организаций. В обозначенных случаях разработанные технологии и полученные результаты вызвали только одобрение и поддержку руководителей наше отрасли и специалистов. проблему повышения общегеологической и прогнозной эффективности работ Можно ожидать, что дальнейшее развитие и внедрение обозначенных подходов как инновационных технологий позволит кардинально решить проблему повышения общегеологической и прогнозной эффективности работ по созданию комплектов Госгеолкарты-200/2, -1000/3.

Лаборатория надежности геолого-поисковых систем им. В.М. Крейтера «Основные проблемы … до 2020 года» мая 2012 г. Москва 5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ И РЕКОМЕНДАЦИИ 1.Построение карт полноты вскрытия минерагенического потенциала кардинально повышает прогнозно-поисковую значимость комплектов геологических карт. Помимо перспективных площадей и участков, обычно выделяемых на основе традиционных подходов, карта оценки полноты вскрытия территории позволяет выделять, как правило, дополнительное количество перспективных объектов, связанных с вероятными отказами в поисковых технологиях. 2.Построение карт полноты вскрытия минерагенического потенциала территории практически не требует данных, дополнительных к комплекту документов, уже входящих в их штатный инструктивный набор. 3.Построение карт полноты вскрытия минерагенического потенциала территории основывается на теории надежности геолого-поисковых систем и требует только переработки уже имеющихся данных по специальным алгоритмам.

Лаборатория надежности геолого-поисковых систем им. В.М. Крейтера «Основные проблемы … до 2020 года» мая 2012 г. Москва 5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ И РЕКОМЕНДАЦИИ В раздел «Совещание рекомендует»: 1.Провести обсуждение методики построения карт полноты вскрытия минерагенического потенциала и оценки остаточных прогнозных ресурсов территорий в масштабах 1: и 1: (ФГУГПП «Аэрогеология», ВСЕГЕИ им. А. П. Карпинского, ВНИИгеосистем и др.) 2.Разработать методические и инструктивные документы по построению обозначенных карт. 3.Провести опытно-производственный цикл работ по составлению карт полноты вскрытия и остаточных ресурсов территорий 4.Разработать проект инструкции для включения названных карт в комплект электронных и графических государственных документов для карт в масштабах 1: и 1:

5. Общие выводы и рекомендации 33 Выводы Но и те, уже обнаруженные месторождения это уже: Новогоднее-Монто (Fe-Au) воронцовского типа, Рай-Изкие месторождения хромитов и баритов (последние в Республике Коми). Сафроноское месторождеие фосфоритов, Крестовий золоторудный узел (до 38 г\т), платиноиды альпинотипных гипербазитов, боксты юбровского (Карская площадь) и субровского (Щучьеская площадь) типов; это полиметаллические месторождения Саурейского и Лекыин –Тальбейского рудных районов, и многие другие новые рудные объекты природа и масштабы который пока не оценены 4. Результаты решения по железу В) Выводы по железу 33 Спасибо за внимание