Системно-модельный анализ при оценке гидрогеологических условий месторождений полезных ископаемых Восточной Сибири

Abstract

Актуальность исследования обусловлена тем, что в условиях сложной структурно-тектонической обстановки, недостаточности и неравномерности геолого-гидрогеологической изученности месторождений полезных ископаемых Восточной Сибири наиболее остро стоит вопрос оптимизации гидрогеологических работ и снижения финансовых затрат на их проведение. Цель: выделение ряда легко определяемых, косвенных показателей, предопределяющих выбор перспективных для бурения гидрогеологических скважин участков. Методы. Для повышения эффективности проектируемых работ использовался системно-модельный анализ, состоящий из двух этапов. Первый этап - обучение - базируется на использовании метода главных компонент и завершается составлением классификационной таблицы объектов-эталонов (хорошо изученных в геолого-гидрогеологическом отношении) в соответствии с выделенными наиболее значимыми, но легко доступными косвенными показателями. Второй этап - распознавание или прогноз - заключается в выявлении принадлежности объектов-аналогов (со слабо или совсем не изученными геологогидрогеологическими условиями) к тому или иному классу, определенному на первом этапе. При решении данной задачи используются программы, реализующие кластерный и множественный регрессионный анализы. В результате в соответствии с поставленной задачей классифицируются объекты-аналоги. Результаты. Разработанная методика получила разноцелевое применение, в том числе при структурно-гидрогеологическом районировании ИлимоЛенского плато, к которому приурочены основные железорудные месторождения Восточной Сибири, типизации россыпных месторождений Ленского золоторудного района по степени сложности инженерно-гидрогеологических условий, а также выделении участков повышенной водообильности на месторождениях нефтегазового комплекса Восточной Сибири. Полученные результаты позволяют рекомендовать метод для широкого внедрения в практику гидрогеологических исследований с целью оптимизации видов и объемов специальных работ на месторождениях полезных ископаемых для выявления наиболее водообильных зон при разработке систем водопонижения и водоснабжения, при разномасштабном структурно-гидрогеологическом районировании. Кроме того, метод системно-модельного анализа с учетом введения дополнительных способов обработки может найти и уже находит широкое применение при работе с базами данных и типизации объектов по эколого-гидрогеологическим показателям.

Relevance. The conditions of complex structural and tectonic setting, insufficiency and uneven geological and hydrogeological exploration of mineral deposits in Eastern Siberia determine the relevance of the issues of optimization of hydrogeological works and reduction of their implementation costs. Aim. Identification of a number of readily defined, indirect indicators that predetermine the selection of sites promising for drilling hydrogeological wells. Methods. The two-stage method of system-model analysis was used to improve the efficiency of the project work. The first stage is training. It involves the use of the principal component analysis and ends with the compilation of a classification table of standard objects (thoroughly studied in geological and hydrogeological terms) in accordance with the earlier identified most significant indirect indicators but easily accessible ones. The second stage is recognition or forecast. It includes attribution of analogous objects (with poorly or unstudied geological and hydrogeological conditions) to certain classes determined at the first stage. When solving this problem, the programs implementing cluster and multiple regression analyses are used. As a result, the analogous objects are classified in accordance with the task set. Results. The developed methodology is used for various purposes: for structural hydrogeological zoning of the Ilim-Lena plateau with associated main iron ore deposits of Eastern Siberia, for typification of alluvial deposits of the Lena gold ore region according to the complexity degree of engineering hydrogeological conditions, for identification of sites featuring increased water abundance in the fields of the oil and gas complex of Eastern Siberia. The results obtained make it possible to recommend the method to be widely introduced into the practice of hydrogeological research. It is necessary for optimizing the types and volumes of special works at mineral deposits in order to identify the most water-abundant zones when developing dewatering and water supply systems under different-scale structural hydrogeological zoning. In addition, the method of system-model analysis provisioned with additional processing methods has a potential and is already widely used when dealing with databases and object typification according to environmental and hydrogeological indicators.