основы геохимии. 5. Вычисление коэффициента остаточной продуктивности

• Название: 5. Вычисление коэффициента остаточной продуктивности
• Анкор: основы геохимии
• Дата: 27.08.2022
• Размер: 3.83 Mb.
• Имя файла: Lab_GHM.docx
• Тип: Лабораторная работа; #654321
• страница: 1 из 4

Введение

Рабочей программой дисциплины «Геохимические методы поисков МПИ» предусмотрено выполнение следующих лабораторных работ общим объемом 32 часа аудиторных занятий и 32 часов внеаудиторных:

1. Расчет фоновых и аномальных значений геохимических полей (2 часа ауд., 2 часа внеауд.).

2. Расчет продуктивности идеального потока рассеяния (2 часа ауд., 2 часа внеауд.).

3. Расчет продуктивности реальных потоков рассеяния (4 часа ауд., 4 часа внеауд.).

4. Расчет параметров и продуктивности вторичного ореола рассеяния (4 часа ауд., 4 часа внеауд.).

5. Вычисление коэффициента остаточной продуктивности k (4 часа ауд., 4 часа внеауд.).

6. Расчет ряда вертикальной геохимической зональности. Вывод коэффициентов зональности. Оценка коэффициента подобия. (8 часов ауд., 8 часов внеауд.).

7. Моделирование структуры аномальных геохимических полей. Создание поисковой геохимической модели оруденения. (8 часов ауд., 8 часов внеауд.).

Работы выполняются в компьютерном классе кафедры ГРПИ с использованием программ Statistica, ArcView, Surfer, CorelDraw, Excel.

Лабораторные работы состоят из двух частей. Первая половина работы тренинговая, выполняется под руководством преподавателя по единому для всей группы варианту. Вторая часть – индивидуальное задание, выполняемое каждым студентом лично.
Лабораторная работа № 1

Расчет фоновых и аномальных значений геохимических полей

(2 часа ауд., 2 часа внеауд.)
Согласно современным представлениям, основная масса химических элементов существует в пределах земной коры в рассеянном состоянии. Этим определяется нахождение всех химических элементов в любой точке пространства (закон Вернадского). При этом среднее содержание элемента стремится к определенной, достаточно низкой величине, называемой кларком (для Земли в целом, или отдельных геосфер), или фоном (для более локальных геологических структур). Протекающие на этом фоне процессы перераспределения и концентрирования элементов, в том числе и рудообразование, приводят к локальным отклонениям концентраций элементов от фона, называемым аномалиями. Если значимость этих отклонений очевидна, аномалии называются явными. Единственным критерием для выделения явных аномалий является коллективный геологический опыт. Формально граница между фоновыми и аномальными значениями определяется обычно по правилу «трех сигм» - аномальными считаются значения, которые отличаются от среднефоновых более, чем на три стандартных отклонения.

Для нормального закона распределения:

>X_аном. > , (1)
где X_аном. – минимально-аномальное значение,

– среднее арифметическое значение фона,

S – стандартное отклонение фона,

для логнормального закона распределения

> X_аном. > , (2)

где – среднее геометрическое значение фона,

– стандартный множитель;

Правая часть неравенств определяет уровень положительных аномалий, левая – отрицательных (зоны выноса).

Для нескольких (от 1 до 9) рядом расположенных аномальных точек уровень аномальности снижается в соответствии с выражениями:
для нормального закона распределения

X_аном. > ; (3)
для логнормального закона распределения

X_аном. > , (4)

где m – количество рядом расположенных (коррелирующихся) точек. Максимальное значение m равно 9; если m>9, считаем m = 9.

Для расчета параметров фона формируется специальная выборка из участков, расположенных за пределами явных аномалий. Расчет производится в программе Statistica, где вычисляются среднее арифметическое, стандартное отклонение, асимметрия (A), эксцесс (E) и их стандартные отклонения (S_A и S_E). Если выполняются неравенства :
и ,

то распределение соответствует нормальному закону и для вычислений используются формулы (1) и (3). (выполняться должны оба неравенства). В противном случае считаем, что закон распределения логнормальный и пользуемся формулами (2) и (4).
A, S_A, E, S_E вычисляются в программе STATISTICA:





Выбираем переменные (Variables), нажимаем Advances (поддержка), устанавливаем флажки напротив нужных параметров (стрелка 6) и нажимаем Summary.


В данном случае по всем элементам неравенство не выполняетcя (например, для меди 9,68/0,05>3 и 170,6/0,1>3)
Дальнейшие вычисления удобно проводить в электронных таблицах Excel. Окончательный результат выглядит следующим образом (для логнормального распределения):

Таблица 1

Пример окончательной таблицы фоновых и минимально-аномальных значений для 1-9 коррелирующихся точек (логнормальный закон распределения).

Эле-мент	Фон n*10-3 %, мг/т	Стандартный множитель 	Минимально аномальное содержание для N коррелирующихся точек (в градациях спектрального анализа), в n*10-3 % (Au, Pt, Ag – в мг/т)
			m=1	m=2	m=3	m=4	m=5	m=6	m=7	m=8	m=9
V	5,97	1,26	15	10	10	10	8	8	8	8	8
Co	0,78	2,42	10	5	4	3	3	2	2	2	2
Mo	0,14	1,53	0,5	0,3	0,3	0,3	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2
Cu	2,83	1,45	10	7	6	5	5	5	5	4	4
Ni	4,54	1,95	30	20	15	15	15	10	10	10	10
Sn	0,16	1,65	0,7	0,5	0,4	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3
Cr	6,59	1,76	40	20	20	15	15	15	15	15	15
Sr	8,28	1,69	40	25	20	20	20	15	15	15	15

Индивидуальное задание:

Рассчитать фоновые и аномальные концентрации химического элемента (по указанию преподавателя) на площади поискового участка (файл Semilug.xls), исходя из логнормального закона распределения содержаний элементов.
Лабораторная работа № 2

Расчет продуктивности идеального потока рассеяния

(2 часа ауд., 2 часа внеауд.).
Каждая отобранная из потока рассеяния проба характеризует весь бассейн водосбора, расположенный выше этой точки. Теоретически продуктивность идеального потока по любому элементу в точке отбора пробы равна:

P = (X_i-X_фон.)*S_i ,
где X_i – содержание элемента в точке i, X_фон. –фоновое содержание элемента, S_i – площадь водосбора в точке i.

Продуктивность измеряется в м²*%, а для благородных металлов – в м²*г, или в м²*кг. Рост продуктивности свыше фоновых значений начинается при поступлении в поток рудного материала (точка R₀) и прекращается после окончания его поступления (точка R). Далее продуктивность идеального потока рассеяния должна оставаться постоянной, а при появлении нового рудного объекта – увеличиваться по принципу суперпозиции (рис. 2.1). Именно этим интервалам постоянной продуктивности соответствует продуктивность рудных объектов.

Рис. 2.1. Продуктивность (P) идеального потока рассеяния.
Условию идеальности в целом соответствуют потоки рассеяния, начинающиеся непосредственно с водораздела (с истоков ручья).

В файле Potok.xls приведены исходные данные для лабораторной работы № 2. Необходимо оценить продуктивность потока рассеяния и прогнозные ресурсы Cr по данным спектрального анализа проб поисковой литогеохимической съемки. Для этого необходимо:

1) заполнить таблицу 3, сгладив наблюдения скользящим окном (столбец ), и вычислить площади водосбора и продуктивность для каждой точки опробования;

2) Построить графики содержаний элемента и продуктивности потока,определить положение точек R и R_0;

3) Оценить продуктивность потока (потоков) рассеяния (в м²×%) по вышеприведенной формуле;

4) Оценить прогнозные ресурсы (в т) по формуле:
Q = ,

где - местный коэффициент пропорциональности потоков рассеяния вторичным ореолам; k – коэффициент остаточной продуктивности вторичных ореолов относительно первичных; Н – рациональная глубина подсчета ресурсов, в задаче можно принять ее равной 200 м.

Коэффициенты и kвычисляются на эталонных объектах. За неимением таковых, эти коэффициенты в первом приближении можно принять за единицу, имея в виду, что при последующем уточнении их значений порядок ресурсов существенно не изменится.

Вычисления для идеального потока рассеяния оформляются в виде таблицы (табл. 2.1).
Таблица 2.1

Расчет продуктивности идеального потока рассеяния (пример заполнения)

Номер пробы	Xi, мг/т	Xсглаж., мг/т	Xсглаж.- Xфон., мг/т	Площадь водосбора S, м2	Кажущаяся продуктивность, м2*г
1770	3
1769	5	4,33	2,33	550132	1283,6
1768	5	10,00	8,00	680061	5440,5
1767	20	9,33	7,33	741832	5440,1

Индивидуальное задание:

Оценить продуктивность идеального потока рассеяния и ресурсы металла (по указанию преподавателя) (файл Potok1.xls).
Лабораторная работа № 3