Создание геоморфологической модели прогноза камне-самоцветной минерализации территории Бирмы с привлечением данных геохимии ключевых участков
|
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ БИРМЫ 6
1.1. КЛИМАТ 6
1.2. ВНУТРЕННИЕ ВОДЫ 8
1.3. ТЕКТОНИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 10
1.4. ГЕОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ 15
1.4.1. ГЕОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МЕТАМОРФИЧЕСКОГО ПОЯСА МОГОК 17
ГЛАВА 2. КОРЕННЫЕ И РОССЫПНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЦВЕТНЫХ КАМНЕЙ В
ПРЕДЕЛАХ ПРОВИНЦИИ МОГОК 20
2.1. КОРЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ 20
2.2. РОССЫПНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ 21
2.2.1. ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О РОССЫПЯХ 21
2.2.2. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 22
2.2.3. УСЛОВИЯ НАКОПЛЕНИЯ РОССЫПЕЙ НА ИЗУЧАЕМОМ УЧАСТКЕ 23
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ С
ПРИВЛЕЧЕНИЕМ ДАННЫХ ГЕОХИМИИ 24
3.1. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ МИНЕРАЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РЫХЛЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И КОРЕННЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ 24
3.2. МОРФОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЕЛЬЕФА 27
3.2.1. ВЫБОР ЦИФРОВОЙ МОДЕЛИ РЕЛЬЕФА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦ ПОИСКОВОГО РАЙОНА. ОБЩАЯ КАРТА ВЫСОТ, ПРОИЗВОДНЫХ И ТОЧЕК ГЕОХИМИЧЕСКОГО ОПРОБОВАНИЯ 29
3.3. ВЫПОЛНЕНИЕ КОНТРОЛИРУЕМОЙ КЛАССИФИКАЦИИ (МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ С УЧИТЕЛЕМ)
ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ ПО МЕТОДУ «МАКСИМАЛЬНОГО ПОДОБИЯ» И ОЦЕНКИ МЕТОДИЧЕСКОЙ ВЕРОЯТНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ 35
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 48
ПРИЛОЖЕНИЯ
ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ БИРМЫ 6
1.1. КЛИМАТ 6
1.2. ВНУТРЕННИЕ ВОДЫ 8
1.3. ТЕКТОНИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ 10
1.4. ГЕОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ 15
1.4.1. ГЕОЛОГО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МЕТАМОРФИЧЕСКОГО ПОЯСА МОГОК 17
ГЛАВА 2. КОРЕННЫЕ И РОССЫПНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЦВЕТНЫХ КАМНЕЙ В
ПРЕДЕЛАХ ПРОВИНЦИИ МОГОК 20
2.1. КОРЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ 20
2.2. РОССЫПНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ 21
2.2.1. ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О РОССЫПЯХ 21
2.2.2. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 22
2.2.3. УСЛОВИЯ НАКОПЛЕНИЯ РОССЫПЕЙ НА ИЗУЧАЕМОМ УЧАСТКЕ 23
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ С
ПРИВЛЕЧЕНИЕМ ДАННЫХ ГЕОХИМИИ 24
3.1. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ МИНЕРАЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ РЫХЛЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И КОРЕННЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ 24
3.2. МОРФОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РЕЛЬЕФА 27
3.2.1. ВЫБОР ЦИФРОВОЙ МОДЕЛИ РЕЛЬЕФА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦ ПОИСКОВОГО РАЙОНА. ОБЩАЯ КАРТА ВЫСОТ, ПРОИЗВОДНЫХ И ТОЧЕК ГЕОХИМИЧЕСКОГО ОПРОБОВАНИЯ 29
3.3. ВЫПОЛНЕНИЕ КОНТРОЛИРУЕМОЙ КЛАССИФИКАЦИИ (МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ С УЧИТЕЛЕМ)
ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ ПО МЕТОДУ «МАКСИМАЛЬНОГО ПОДОБИЯ» И ОЦЕНКИ МЕТОДИЧЕСКОЙ ВЕРОЯТНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ 35
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ 43
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 48
ПРИЛОЖЕНИЯ
Создание геолого-прогнозных моделей позволяет решить широкий круг вопросов, связанных, в первую очередь, с конкретными практическими задачами - разработка наиболее эффективных методов поиска, разведки месторождений и дальнейшее извлечение из них цветных камней.
Тенденция на усиленное развитие географических информационных технологий (в дальнейшем - ГИС) приводит к разработке новых дистанционных методов. Их качество и достоверность с каждым годом увеличивается, что позволяет исследователям в области геоморфологии и геологии проводить анализ территории более детально и изучать даже отдаленные и малодоступные регионы. (Дуброва, 2020)
Бирма (Республика Союз Мьянма) на 60% занята горными системами и густыми лесами, из-за чего является труднодоступной, рассматривая традиционные методы геологоразведочных исследований. Поэтому первоначально стоит исследовать территорию с помощью методов дистанционного зондирования и использования ГИС-технологий.
Специфика страны также заключается в том, что многие минералы, которые традиционно не являются драгоценными (не имеют ювелирного качества) в Бирме становятся таковыми. Это происходит благодаря активно развитому здесь метаморфизму горных пород. (Алексеева, 2000)
Один из самых известных не только в Бирме, но и во всем мире метаморфический пояс Могок, где добываются рубины и благородная шпинель особого качества, а также нефрит, голубой сапфир, хризоберилл, циркон, янтарь, лунный камень и многие другие драгоценные и полудрагоценные камни, делают республику одним из самых выдающихся и перспективных источников драгоценных камней мира. Месторождение цветных камней Могок был основан еще в 1597 году. (Keller, 1990) С тех пор район играет огромную роль в экономике всей страны.
Выбор данного района для геоморфологического моделирования обусловлен несколькими важными факторами. Во-первых, наличие геохимических данных позволяет провести точный и достоверный анализ. Во-вторых, концентрируясь на этом районе, можно использовать полученные результаты для потенциального масштабирования и распространения на всю территорию Бирмы в будущем. Таким образом, хотя данная работа фокусируется на Могоке, её результаты могут иметь значительные перспективы для применения на более обширных территориях при условии увеличения количества точек наблюдений и геохимических данных, например, на территорию района Сагаинг на юго- западе и района Монг Хсу на востоке.
Актуальность данного исследования обусловлена важностью развития дистанционных методов прогноза и оценки новых месторождений цветных камней, что имеет значительное 4
экономическое и научное значение. С помощью использования современных методов ГИС- технологий, появляется возможность прогноза местоположения первичных месторождений на исследуемом полигоне, а также способствует более рациональному использованию природных ресурсов и снижению рисков при их освоении.
Используя информацию о результатах дистанционного зондирования Земли и выполнив ее преобразование в ГИС-среде, можно получить объективные и актуальные данные о состоянии той или иной территории, при этом не прибегая к выполнению дорогостоящих наземных изысканий. К такой информации относятся, в частности, цифровые модели рельефа (ЦМР), полученные по данным радарной топографической съемки.
Полученные результаты могут быть использованы не только для геологической разработки месторождений полезных ископаемых на территории Бирмы, но и на схожих и потенциально перспективных труднодоступных территориях России, например, районы Урала, Алданского нагорья, Алтая и др.
Цель работы: прогноз местоположения распространения камне-самоцветной минерализации на основе рельефа ключевых участков и геохимии наиболее показательного региона Бирмы.
Тенденция на усиленное развитие географических информационных технологий (в дальнейшем - ГИС) приводит к разработке новых дистанционных методов. Их качество и достоверность с каждым годом увеличивается, что позволяет исследователям в области геоморфологии и геологии проводить анализ территории более детально и изучать даже отдаленные и малодоступные регионы. (Дуброва, 2020)
Бирма (Республика Союз Мьянма) на 60% занята горными системами и густыми лесами, из-за чего является труднодоступной, рассматривая традиционные методы геологоразведочных исследований. Поэтому первоначально стоит исследовать территорию с помощью методов дистанционного зондирования и использования ГИС-технологий.
Специфика страны также заключается в том, что многие минералы, которые традиционно не являются драгоценными (не имеют ювелирного качества) в Бирме становятся таковыми. Это происходит благодаря активно развитому здесь метаморфизму горных пород. (Алексеева, 2000)
Один из самых известных не только в Бирме, но и во всем мире метаморфический пояс Могок, где добываются рубины и благородная шпинель особого качества, а также нефрит, голубой сапфир, хризоберилл, циркон, янтарь, лунный камень и многие другие драгоценные и полудрагоценные камни, делают республику одним из самых выдающихся и перспективных источников драгоценных камней мира. Месторождение цветных камней Могок был основан еще в 1597 году. (Keller, 1990) С тех пор район играет огромную роль в экономике всей страны.
Выбор данного района для геоморфологического моделирования обусловлен несколькими важными факторами. Во-первых, наличие геохимических данных позволяет провести точный и достоверный анализ. Во-вторых, концентрируясь на этом районе, можно использовать полученные результаты для потенциального масштабирования и распространения на всю территорию Бирмы в будущем. Таким образом, хотя данная работа фокусируется на Могоке, её результаты могут иметь значительные перспективы для применения на более обширных территориях при условии увеличения количества точек наблюдений и геохимических данных, например, на территорию района Сагаинг на юго- западе и района Монг Хсу на востоке.
Актуальность данного исследования обусловлена важностью развития дистанционных методов прогноза и оценки новых месторождений цветных камней, что имеет значительное 4
экономическое и научное значение. С помощью использования современных методов ГИС- технологий, появляется возможность прогноза местоположения первичных месторождений на исследуемом полигоне, а также способствует более рациональному использованию природных ресурсов и снижению рисков при их освоении.
Используя информацию о результатах дистанционного зондирования Земли и выполнив ее преобразование в ГИС-среде, можно получить объективные и актуальные данные о состоянии той или иной территории, при этом не прибегая к выполнению дорогостоящих наземных изысканий. К такой информации относятся, в частности, цифровые модели рельефа (ЦМР), полученные по данным радарной топографической съемки.
Полученные результаты могут быть использованы не только для геологической разработки месторождений полезных ископаемых на территории Бирмы, но и на схожих и потенциально перспективных труднодоступных территориях России, например, районы Урала, Алданского нагорья, Алтая и др.
Цель работы: прогноз местоположения распространения камне-самоцветной минерализации на основе рельефа ключевых участков и геохимии наиболее показательного региона Бирмы.
Создание геоморфологической модели по данным ключевых участков Бирмы позволило спрогнозировать местоположение распространения камне-самоцветной минерализации на основе рельефа ключевых участков и геохимии наиболее показательного региона Бирмы.
Это было сделано путем решения следующих задач:
Дать описание природных условий Бирмы, а в частности её тектонического, геологического, и геоморфологического строения. В настоящей работе была обобщена современная физико-географическая информация о Бирме. Изучены литературные данные о тектоническом и геолого-геоморфологическом строении, климате и гидрологии территории Бирмы, что позволило сделать заключения об условиях развития в дневном срезе коренных и россыпных месторождений цветных камней.
Выявить наиболее перспективный район для пространственного анализа. Был выбран наиболее перспективный регион для пространственного анализа - Могок-Кьятпин. Он является важнейшим центром добычи цветных камней в Юго-Восточной Азии.
Изучить геохимические данные ключевых участков первичных и вторичных месторождений рубина и благородной шпинели. Геохимические пробы рыхлых отложений также были изучены минералогическим и геммологическим методами в ресурсном центре «Г еомодель» научного парка СПбГУ.
Разработать геоморфологическую прогнозную модель по данным геохимии мраморов и рыхлых отложений. В ходе изучения геохимических данных были рассчитаны их морфометрические показатели, использованные в дальнейшем анализе. Методика построения геоморфологической модели включала всесторонний анализ морфометрических показателей рельефа и точек опробования мраморов и рыхлых отложений в выбранном полигоне района Могок-Кьятпин
Провести машинное обучение по методу максимального подобия. С помощью имеющихся данных геохимии, которые выступали в качестве обучающей выборки, было выполнено машинное обучение методом максимального подобия. В ходе оценки методической вероятности полученная модель показала высокую эффективность в пределах района Могок-Кьятпин и может быть адаптирована для других территорий с подобными геоморфологическими и геохимическими характеристиками при увеличении точек геохимии.
Создать прогнозную карту расположения камне-самоцветной минерализации и её трехмерную модель в пределах исследуемого района. В результате исследования разработана геоморфологическая прогнозная модель, что позволило определить наиболее перспективные участки для дальнейших поисковых работ. Также для большей наглядности были построены 3И-карты: точки россыпей расположены ниже по склону, над каждой из них расположены области потенциальной камне-самоцветной минерализации в коренном заложении.
Работа представляет значительный интерес для дальнейших исследований в области прогноза первичных месторождений цветных камней. Предложенная методика может быть использована для создания аналогичных моделей на других территориях. В будущем рекомендуется расширить исследуемую территорию и включить дополнительные опорные данные, что позволит повысить точность и надежность прогнозной модели. Исследования, проведенные в рамках данной работы, подчеркивают важность комплексного подхода.
Также хочу выразить благодарность моему научному руководителю Сергееву Игорю Сергеевичу и научному консультанту Куксе Катерине Александровне за профессионализм, терпеливое отношение и ценные указания в ходе написания работы.
Это было сделано путем решения следующих задач:
Дать описание природных условий Бирмы, а в частности её тектонического, геологического, и геоморфологического строения. В настоящей работе была обобщена современная физико-географическая информация о Бирме. Изучены литературные данные о тектоническом и геолого-геоморфологическом строении, климате и гидрологии территории Бирмы, что позволило сделать заключения об условиях развития в дневном срезе коренных и россыпных месторождений цветных камней.
Выявить наиболее перспективный район для пространственного анализа. Был выбран наиболее перспективный регион для пространственного анализа - Могок-Кьятпин. Он является важнейшим центром добычи цветных камней в Юго-Восточной Азии.
Изучить геохимические данные ключевых участков первичных и вторичных месторождений рубина и благородной шпинели. Геохимические пробы рыхлых отложений также были изучены минералогическим и геммологическим методами в ресурсном центре «Г еомодель» научного парка СПбГУ.
Разработать геоморфологическую прогнозную модель по данным геохимии мраморов и рыхлых отложений. В ходе изучения геохимических данных были рассчитаны их морфометрические показатели, использованные в дальнейшем анализе. Методика построения геоморфологической модели включала всесторонний анализ морфометрических показателей рельефа и точек опробования мраморов и рыхлых отложений в выбранном полигоне района Могок-Кьятпин
Провести машинное обучение по методу максимального подобия. С помощью имеющихся данных геохимии, которые выступали в качестве обучающей выборки, было выполнено машинное обучение методом максимального подобия. В ходе оценки методической вероятности полученная модель показала высокую эффективность в пределах района Могок-Кьятпин и может быть адаптирована для других территорий с подобными геоморфологическими и геохимическими характеристиками при увеличении точек геохимии.
Создать прогнозную карту расположения камне-самоцветной минерализации и её трехмерную модель в пределах исследуемого района. В результате исследования разработана геоморфологическая прогнозная модель, что позволило определить наиболее перспективные участки для дальнейших поисковых работ. Также для большей наглядности были построены 3И-карты: точки россыпей расположены ниже по склону, над каждой из них расположены области потенциальной камне-самоцветной минерализации в коренном заложении.
Работа представляет значительный интерес для дальнейших исследований в области прогноза первичных месторождений цветных камней. Предложенная методика может быть использована для создания аналогичных моделей на других территориях. В будущем рекомендуется расширить исследуемую территорию и включить дополнительные опорные данные, что позволит повысить точность и надежность прогнозной модели. Исследования, проведенные в рамках данной работы, подчеркивают важность комплексного подхода.
Также хочу выразить благодарность моему научному руководителю Сергееву Игорю Сергеевичу и научному консультанту Куксе Катерине Александровне за профессионализм, терпеливое отношение и ценные указания в ходе написания работы.