1 Карты оценки полноты вскрытия минерагенического потенциала территорий на основные полезные ископаемые, как составная часть комплектов Госгеолкарты-200/2, 1000/3 – целевое назначение, методика, результаты. ФГУНПП «Аэрогеология», лаборатория «Надежности геолого-поисковых систем им. В.М. Крейтера» Цыганов В., А. Федоров В. Н., Львова Л.А. Международное совещание «Состояние и перспективы развития работ по созданию государственных геологических карт Российской Федерации»

2 проблема повышения обще геологической и прогнозной эффективности работ В перечне вопросов, запланированных к обсуждению на настоящем совещании, одним из важнейших является проблема повышения обще геологической и прогнозной эффективности работ по созданию комплектов Госгеолкарты-200/2, -1000/3. количественная оценка полноты наработанных по регионам геологических данных и знаний Важной составляющей этой проблемы является количественная оценка полноты наработанных по регионам геологических данных и знаний, необходимых для решения конкретных геологических и минерагенических задач. Традиционно, показываемая в комплектах карт и текстах к ним информация практически не содержит характеристик качества и надежности выполненных работ, прогнозный потенциал территорий учитывается без оценок полноты его вскрытия на момент подготовки карт, т.е. практически как абсолютный. 1. Постановка проблемы

3 В рамках настоящего сообщения предлагается рассмотреть: А) Теоретические предпосылки количественной оценки качества и надежности геолого-исследовательских технологий Б) Необходимые данные и знания для оценок качества и надежности работ, полноты вскрытия минерагенического потенциала В) Примеры и результаты работ Г) Г) Карты оценки полноты вскрытия минерагенического потенциала территорий на основные полезные ископаемые, как составная часть комплектов Госгеолкарты-200/2, 1000/3 Д) Предложения к проекту решения 1. Постановка проблемы

4 оценки и проектирования качества и надежности любых технических систем В основу решения обозначенной задачи положена технология оценки и проектирования качества и надежности любых технических систем, повсеместно используемая в любой инженерной практике, и специально адаптированная нами к практике геолого- поисковых работ А) Теоретические предпосылки количественной оценки качества и надежности геолого-исследовательских технологий 1. Основные понятия и определения Объекты поисковых работ Объекты поисковых работ Геолого-поисковая система и ее элементы Геолого-поисковая система и ее элементы Качество и надежность геолого-поисковой системы и ее Качество и надежность геолого-поисковой системы и ее элементов Отказ системы и ее элементов Отказ системы и ее элементов Количественные характеристики качества и надежности Количественные характеристики качества и надежности

5 А) Теоретические предпосылки количественной оценки качества и надежности геолого-исследовательских технологий Объекты поисковых работ 1. Основные понятия и определения Под объектом поисков можно понимать как, конкретное месторождение полезного ископаемого – конечный объект поисков, так и территорию, перспективную для локализации нескольких месторождений: рудное поле, рудный узел – промежуточные поисковые объекты, так и территорию, перспективную для локализации нескольких месторождений: рудное поле, рудный узел – промежуточные поисковые объекты, а также и некоторые особенности геологического строения территории, определяющие локализацию (поисковые предпосылки), а также и некоторые особенности геологического строения территории, определяющие локализацию (поисковые предпосылки), либо отражающие прямо или косвенно сам факт локализации (поисковые признаки) конечных и промежуточных поисковых объектов. либо отражающие прямо или косвенно сам факт локализации (поисковые признаки) конечных и промежуточных поисковых объектов.

6 А) Теоретические предпосылки количественной оценки качества и надежности геолого-исследовательских технологий Геолого-поисковая система и ее элементы 1. Основные понятия и определения Геолого-поисковая система – отображенная в конкретном документе (отчете, проекте), это исторически сложившаяся для конкретной территории на определенный момент технология решения конкретных геолого-поисковых задач; имеющая на входе знания, данные, методы, технологии, технические средства и исполнителей работ и мн. др на конкретный исторический период;имеющая на входе знания, данные, методы, технологии, технические средства и исполнителей работ и мн. др на конкретный исторический период; на выходе – рабочие гипотезы о распределении в недрах промышленно- ценных скоплений конкретного вида полезных ископаемых.на выходе – рабочие гипотезы о распределении в недрах промышленно- ценных скоплений конкретного вида полезных ископаемых.

7 А) Теоретические предпосылки количественной оценки качества и надежности геолого-исследовательских технологий Качество и надежность геолого-поисковой системы и ее элементов 1. Основные понятия и определения Под качеством геолого-поисковой системы или ее элементов принято понимать их способность к не пропуску поисковых объектов, независимо от изменчивости их индикационных свойств и особенностей строения вмещающей ландшафтно-геологической среды. под надежностью системы и ее элементов можно понимать способность сохранять качество на заданный объем работы, или, в нашем случае, способность к не пропуску поисковых объектов в пределах заданной территории, независимо от изменчивости их (объектов поисков) индикационных свойств и особенностей строения вмещающей ландшафтно-геологической среды под надежностью системы и ее элементов можно понимать способность сохранять качество на заданный объем работы, или, в нашем случае, способность к не пропуску поисковых объектов в пределах заданной территории, независимо от изменчивости их (объектов поисков) индикационных свойств и особенностей строения вмещающей ландшафтно-геологической среды

8 А) Теоретические предпосылки количественной оценки качества и надежности геолого-исследовательских технологий Отказ системы и ее элементов 1. Основные понятия и определения Под отказом геолого-поисковой системы или ее элемента можно понимать любое действительное (т.е. установленное), действительное (т.е. установленное), или возможное (вероятное) событие, или возможное (вероятное) событие, которое приводит (привело) которое приводит (привело) или может привести, в конечном счете, или может привести, в конечном счете, к пропуску на площади работ хотя бы одного минимально-промышленного объекта поисков. к пропуску на площади работ хотя бы одного минимально-промышленного объекта поисков.

9 А) Теоретические предпосылки количественной оценки качества и надежности геолого-исследовательских технологий Отказ системы и ее элементов 1. Основные понятия и определения Классификация отказов и структурные модули геологической эффективности поисковых методов Пять групп (структурных модулей) отказов для любой пары «объект- метод»: Вещественно-индикационные Вещественно-индикационные Ландшафтно-геологические Ландшафтно-геологические Технико-метрологические Технико-метрологические Геолого-интерпретационные Геолого-интерпретационные Заверочные Заверочные

10 А) Теоретические предпосылки количественной оценки качества и надежности геолого-исследовательских технологий 1. Основные понятия и определения К основным количественным характеристикам качества геолого-поисковых и их элементов относится: Средняя вероятность безотказной работы [p i ], характеризующая среднюю вероятность не пропуска поискового объекта, Частота отказов ( ) на определенный объем работ в 1/км.кв., 1/км, 1/м и пр. К количественным характеристикам надежности геолого-поисковых относится: К количественным характеристикам надежности геолого-поисковых относится: Вероятность безотказной работы системы или ее элемента на весь объем выполняемых поисковых работ [Р(S)], где (S), например, – площадь поискового участка. Вероятность безотказной работы системы или ее элемента на весь объем выполняемых поисковых работ [Р(S)], где (S), например, – площадь поискового участка. [Р(S)] = p i Tmax Здесь Tmax - максимально возможное количество отказов Здесь Tmax - максимально возможное количество отказов Параметр Р(S) позволяет оценить вероятность не пропуска объекта на всей территории исследований.

11 А) Теоретические предпосылки количественной оценки качества и надежности геолого-исследовательских технологий Вычисляемые вероятностные характеристики качества и надежности опоискования территории (в проекте или отчете) на конкретный вид и тип минерального сырья, отображают полноту вскрытия минерагенического потенциала территорий (в долях единицы). Величина, дополняющая это значение до 1,0 оценивает не учтенные - пропущенные масштабы этой же минерализации.

12 А) Теоретические предпосылки количественной оценки качества и надежности геолого-исследовательских технологий Простой пример: подсечение объекта поисковой сетью Всего рудных объектов - 10 Качество сети -0,3 Обнаружено – 3 объекта Пропущено – 7 объектов

13 Б) Необходимые данные и знания для оценок качества и надежности работ, полноты вскрытия минерагенического потенциала В соответствии с Госзаказом Управления геологии твердых полезных ископаемых РОСНЕДРА лаборатория «Надежности геолого-поисковых систем» ФГУНПП «Аэро- геология» провела исследования по оценке КАЧЕСТВА И НАДЕЖНОСТИ ГЕОЛОГО-ПОИСКОВЫХ РАБОТ: выполненных ранее по территории севера Урала, и выполняемых в гг., с определением полноты вскрытия и остаточных прогнозных ресурсов перспективных площадей и участков и разработкой высоконадежных технологических решений по локализации перспективных объектов. Исследования проводятся на, хром, железо, марганец, алюминий, медь, никель, цинк, свинец, золото, платину, тантал, ниобий, фосфор, фтор, барит в масштабах: 1: , 1: ; 1: – 1: и детальнее.

14. Для реализации такого подхода на обозначенные 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.

15 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 конкретного любого метода в ландшафтно-геологическом модуле (вероятность p b ).

16 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 ).

17 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)

18 Важный вывод из приведенных материалов: Все необходимые на сегодня данные и знания для оценки полноты вскрытия минерагенического потенциала территорий и их остаточных (не учтенных) ресурсов на основные полезные ископаемые Уже входят в комплект текстовых и графических документов ГК- 200 и Для включения этих данных в планы развития минерально-сырьевого комплекса страны необходимо только специально (с позиций теории надежности систем) обработать эти материалы.

19 В) Примеры и результаты работ Что получено: Оценки: 1) Качества и надежности геолого-поисковых работ 2) Полноты вскрытия минерагенического потенциала 3) Остаточных ресурсов территории 4) Технологии вскрытия остаточных ресурсов

20 Хромовые руды: 1) Подготовлены вещественно-индикационные и пространственно-геометрические модели промышленно- ценных рудных тел - объектов поисковых работ для всей территории севера Урала

21 Хромовые руды: 2) Составлены карты ландшафтно-геологических условий поисков хромовых руд методом прямых геологических наблюдений с оценкой вероятности их выхода на дневную поверхность - параметра р b. 3) Составлены карты фактической геолого- поисковой изученности территории прямыми геологическими методами с оценкой вероятности подсечения рудных тел геологическими маршрутами – вероятность р с.

22 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

23 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.

24 Железные руды Выполнены аналогичные работы и построены карты опоискования территории методом прямых геологических наблюдений и магнитометрическим методом на железные руды магнетитовые скарновые и титаномагнетитовые

25 В результате оказалось, что высоконадежные параметры качества поисков в их: вещественно-индикационном модуле (высокая остаточная и индуцированная компоненты намагничения руд); ландшафтно-геологическом модуле (нулевая или относительно пониженная намагниченность вмещающих и перекрывающих пород); технико-метрологическом модуле (высокое качество проведения магнитометрических съемок, особенно выполненных в г.г.); практически обеспечили отражение рудных объектов в аномальном магнитном поле, т.е. р а-с практически =1.

26 Но, оказалось, что геолого-интерпретационные работы, направленные на выявление и локализацию аномалий от рудных тел, работы, выполненные независимо авторитетными геофизическими организациями страны, были проведены с использованием одних и тех же алгоритмов, с серьезными методическими ошибками. В результате заверочные буровые работы на выделенных «рудоперспективных» аномалиях (около 15 шт.) не только не привели к вскрытию руд, но и вообще не обнаружили других аномалообразующих объектов Во всех случаях интерпретаторы не учитывали главное свойство магнетитовых руд – мощнейший вектор остаточного намагничения. В результате заверочные буровые работы на выделенных «рудоперспективных» аномалиях (около 15 шт.) не только не привели к вскрытию руд, но и вообще не обнаружили других аномалообразующих объектов. Т.е. здесь р d оказалась равной нулю, и «обнулила» всю поисковую технологию.

27 Важным следствием, получаемым в результате построения карт полноты вскрытия минерагенического потенциала, являются карты изменчивости структуры (природы) отказов для различных видов минерального сырья по территории. Они дают возможность установить главные факторы, обуславливающие пропуск месторождений (из списка: вещественно- индикационные, ландшафтно-геологические, технико-метрологические, геолого- интерпретационные, заверочные), найти приемы резервирования этих малонадежных элементов, построить эффективные поисковые технологии. Примером этому могут служить разработанные эффективные поисковые решения для месторождений алмазов (Якутия, Канада), бокситов, хромовых, железных руд (север Урала), углеводородов (Бразилия), полиметаллы (Казахстан) и др.

28 Применительно к практике работ на территории севера Урала такой технологией оказалась «Прогнозно- минерагеническая подготовка площадей в масштабе 1: к детальным поисковым работам на основе интерпретации комплекса наработанных ранее геологических и новых аэрогеофизических, дистанционных и геохимических данных» или сокращенно ПМПП50». Как оказалось сегодня эта технология актуальна практически для всех территорий центров экономического развития РФ в масштабе 1: к их подготовке к детальным поисковым работам

29 Г) Г) Карты оценки полноты вскрытия минерагенического потенциала территорий на основные полезные ископаемые, как составная часть комплектов Госгеолкарты-200/2, 1000/3 Cr Fe

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. Разработанные технологии и полученные результаты вызвали только одобрение и поддержку руководителей нашей отрасли и специалистов. проблему повышения обще геологической и прогнозной эффективности работ Можно ожидать, что дальнейшее развитие и внедрение обозначенных подходов как инновационных технологий позволит кардинально решить проблему повышения обще геологической и прогнозной эффективности работ по созданию комплектов Госгеолкарты-200/2, -1000/3.

31 Д) Предложения к проекту решения 1)Провести всесторонне 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:

32 Спасибо за внимание