В учебном пособии излагаются основы применения статистических методов для решения широкого круга геологических задач. Рассмотрены методологические приёмы математической обработки геологической информации с помощью наиболее распространённых программных средств.

Учебное пособие предназначено для студентов специальностей направления 130300 – Прикладная геология.

Настоящее пособие предназначено для студентов начальных курсов и содержательно связанно с проблематикой первой доминанты, т. е. с изучением основ аппарата математической статистики- главного средства первичной обработки геологических данных. В практическом плане, статистические алгоритмы реализованы в широком спектре пакетов прикладных программ, не имея явной геологической специализации. Умение свободно работать в их среде, отвлекаясь от конкретики предметной области, являются показателем профессиональной зрелости инженерного персонала, вообще, но для геологов - в особенности. Это объясняется спецификой геологических исследований, которая заключается в невозможности непосредственного чувственного восприятия объектов недр. Оно заменяется их информационным описанием, служащим единственным источником сведений для производственно-управленческих решений и научных выводов.

Сказанное определяет содержание курса и особенности его изложения в данном пособии, которое может быть полезно для преподавания дисциплин "Математические методы моделирования в геологии", "Применение ЭВМ в геологии" и "Основы компьютерных технологий решения геологических задач".

Оно рассчитано на студентов направления 130300 - "Прикладная геология", обучающихся по специальностям: 130301 - Геологическая съёмка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых, 130304 - Геология нефти и газа.

Серьезные изменения, происходящие в экономике России и стран СНГ, вносят много нового в работу гоеологических и горнодобывающих предприятий. Измененяются формы собственности, иногда сокращаются объемы производства и услуг, повышаются требования к их качеству, увеличиваются производственные издержки в т.ч. - заработная плата персонала, особенно квалифицированных специалистов и т.п. При выходе горных предприятий на внешний рынок оказывается, что качество их продукции (по мировым стандартам) весьма низкое, и получаемые за нее доходы значительно меньше тех, которые получают аналогичные западные компании.

В последние годы в районах отработки полезных ископаемых участились случаи проявления горных ударов, внезапных выбросов, горно-тектонических землетрясений и других геодинамических явлений. Эти процессы порождаются в массивах горных пород не только действием больших тектонических напряжений, но и увеличением глубины отработки месторождений, структурной неоднородностью массива и свойствами слагающих его горных пород. Крупные технологические взрывы, применяемые для обрушения рудных блоков на железорудных месторождениях, также сопровождаются мощными динамическими явлениями. Все это наносит значительный экономический ущерб промышленным предприятиям и гражданским объектам, а также ведет к травматизму и человеческим жертвам. Поэтому особую остроту приобрела проблема мониторинга изменения напряженно-деформированного состояния массивов горных пород. Для исключения последствий геодинамических явлений необходим надежный прогноз геомеханических условий ведения горных работ.

В последние годы в районах отработки полезных ископаемых участились случаи проявления горных ударов, внезапных выбросов, горнотектонических землятрясений и других геодинамических явлений. Эти процессы порождаются в массивах горных пород не только действием больших тектонических напряжений, но и увеличением глубины отработки месторождений, структурной неоднородностью массива и свойствами слагающих его горных пород. Крупные технологические взрывы, применяемые для обрушения рудных блоков на железорудных месторождениях, также сопровождаются мощными динамическими явлениями. Все это наносит значительный экономический ущерб промышленным предприятиям, ведет к травматизму и человеческим жертвам. Поэтому особую остроту приобрела проблема мониторинга изменения напряженно-деформированного состояния массивов горных пород. Для исключения последствий геодинамических явлений необходим надежный прогноз геологических условий ведения горных работ.

Изложены основы геолого-математического моделирования состава, строения и других свойств горных пород и полезных ископаемых в недрах применительно к решению важнейших геологических задач. Рассмотрены сущность и условия применения одномерных, двумерных и многомерных статистических моделей, методы математического описания пространственных геологических закономерностей, факторы, определяющие выбор и эффективность использования математических методов в геологии, с учетом возможностей ЭВМ. Большое внимание уделено ЭВМ для моделирования геологических процессов, эффективности применения ЭВМ в различных областях геологии.

Преднизничено для студентов геологических специальностей вузов

Рассмотрены построение объемных моделей геологических объектов (соляных куполов, интрузивных массивов и др.) по геофизическим и геологическим данным, методика описания объектов набором контактных поверхностей, корреляционно-интерполяционный способ формирования модели, решение обратной задачи гравиразведки (вычисление поля от первого и последнего приближения, исключение его из наблюденного, разделение остаточного поля на составляющие, автоматическая корректировка плотностных границ).

Для геофизиков и геологов, занимающихся моделированием и обработкой геолого-геофизических данных на ЭВМ.

Углеводороды (УВ) — сырая нефть и природный газ, образованные из углерода и водорода, которые входят в состав остатков древних растительных и животных форм, — в пространстве осадочных пород находятся в виде флюидов1. Подавляющее большинство осадочных горных пород залегают в земной коре в виде пластов (напластований) — горизонтальных слоёв или наклонных участков, образованных в процессе осадконакопления.

В работе показано единство задач в геологии, геохимии и геофизике на математической основе. Эвристические способы позволяют любую геологическую информацию представить в виде числового поля (или объёма); обработать эту информацию на ЭВМ. Рассмотрены виды информации, способы кодирования и интерпретации расчётных данных; логические основы алгоритмов, соотношение между ними и комплексирование на конкретных примерах прогнозной оценки регионов. Книга будет полезна широкому кругу геологов, геохимиков, работников вычислительных центров, занимающихся обработкой геологической информации, а также студентам и аспирантам.

Работа посвящена одному из важнейших вопросов современных математических ме-тодов анализа геолого-геофизической информации для сложных моделей сред – моделированию сложнопостроенных сред в условиях неопределённости. Приводится классификация моделей, используемых при анализе геолого-геофизических данных, включая модели среды и связей между параметрам. Разрабатываются формализованные и математически осмыслен-ные методообразующие принципы системного анализа геолого-геофизических данных, включая системный анализ моделей, данных и связей между измеряемыми и искомыми параметрами моделей. Изучаются специфические для условий неопределённости методы моделирования сложнопостроенных сред, адекватные сформулированным методологическим принципам системного анализа, основу которых составляют методы системной инверсии многокомпонентных данных (Раздел 1. Кобрунов А. И.). На основе выполненных исследований создано программно-алгоритмическое обеспечение и технология анализа данных на основе принципов системной инверсии. В монографии рассмотрены состав, структура программного обеспечения и принципы взаимодействия между модулями, составляющими основу технологии (Раздел 2. Куделин С. Г.). Приведены примеры реализации технологии, поясняющие некоторые её особенности (Раздел 3. Мотрюк Е. Н.).

Результаты данной работы будут включаться в тематику лекционных и практических занятий курсовых, дипломных и диссертационных работ для студентов Института ГНиТТ.

Монография представляет первое в советской и зарубежной литературе систематическое изложение основ нового направления - физико-химического моделирования природных процессов минералообразования на ЭВМ. Описан использованный математический аппарат оптимального программирования. Приведены примеры с детальным анализом численных выкладок.