Геоинформационное обеспечение геолого-геохимических исследований в условиях горных районов Восточной Сибири: на примере месторождений высокочистого кварцевого сырья тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.35, кандидат наук Демина, Ольга Игоревна

• Демина, Ольга Игоревна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Демина, Ольга Игоревна

Оглавление

Введение

Глава 1. Состояние проблемы и актуальность исследований

1.1 .Минерально-сырьевая база (МСБ) высокочистого кварцевого сырья

1.2.Первые исследования высокочистых кварцитов Восточного Саяна

1.3.Модели формирования месторождения «суперкварцитов» Бурал-Сарьдаг

1.4.Геоинформационный подход к изучению высокочистого кварцевого

сырья

Глава 2. Система хранения данных о МСБ и её роль в геоинформационном

подходе

2.1 .Обсуждение требований к ГИС

2.2.Проектирование системы хранения

2.3.Программное обеспечение и его роль в ГИС «Суперкварциты»

2.4.База данных «Суперкварциты»

2.5.Структура геоинформационной системы

2.5.1.Интерфейсы и пользователи ГИС

2.5.1.1. Категории пользователей и права

2.5.1.2. Пространственные и непространственные интерфейсы

2.6.Особенности геоинформационной системы

Глава 3.Информационно-картографическое обеспечение ГИС

«Суперкварциты»

3.1.Проблема картографического обеспечения ГИС «Суперкварциты»

3.1.1.Варианты решения проблемы пространственной привязки архивных

геоданных

3.2.Источники данных

3.3.Выбор методик комплексирования данных

3.4.Оценка точности модели и обсуждение результатов

3.5.Выводы по главе

Глава 4. Математическое обеспечение и новые способы представления

данных

4.1. «Классический» подход к представлению геоинформации о МСБ и его недостатки применительно к геохимии

4.2. Блок «Поддержки принятия решений»

4.3. Математико-картографическое обеспечение на основе экспертного подхода

4.3.1. Математическое обеспечение

4.4. Примеры комплексных представлений и выводы

4.5 Анализ данных и прогнозирование

4.6.Выводы по главе

Заключение

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Геоинформационное обеспечение геолого-геохимических исследований в условиях горных районов Восточной Сибири: на примере месторождений высокочистого кварцевого сырья»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

За последние годы потребление мировой и отечественной промышленностью высококачественного кварцевого сырья возросло в десятки раз. Кварц широко используется во всех отраслях промышленного производства, определяющих уровень развития высоких технологий (авиационной, космической, электротехнической, радиоэлектронной, полупроводниковой, медицинской и др.). Минерально-сырьевая база (МСБ) кварцевого сырья на территории Российской федерации представлена несколькими десятками месторождений кварцевых песков и песчаников. Большинство эксплуатируемых месторождений находятся в европейской части страны. Возникший дефицит кварцевого концентрата в России восполняется импортом. Увеличивается интерес к различным проявлениям высокочистого кварцевого сырья, как одного самых качественных материалов - гранулированного и прозрачного жильного кварца. В Восточной Сибири перспективными регионами являются Иркутская область и Республика Бурятия (Восточный Саян).

Исследования месторождений и проявлений высокочистого кварцевого сырья в разное время проводилось разными группами ученых (П.А. Рощектаев, В.П. Табинаев, А.И. Непомнящих, В.Н Яшин и др.), вопросы их генезиса в значительной степени остаются дискуссионными. Предлагались различные модели формирования месторождений сверхчистого кварцевого сырья. В Институте геохимии СО РАН имеются данные многолетних исследований, которые позволяют по-новому взглянуть на условия формирования месторождений, разработать критерии выявления перспективных территорий, в том числе, находящихся за пределами Восточного Саяна. Эти данные разобщены, несогласованы и не могут быть комплексно проанализированы. В связи с этим, а также исходя из необходимости информационно-картографического обеспечения дальнейших исследований, предлагается

изучать месторождения и проявления высокочистых кварцитов, с помощью оригинальных, тематически ориентированных ГИС-средств. Объект исследования

Месторождения и проявления высокочистого кварцевого сырья Восточного Саяна, их пространственно-геохимические модели. Предмет исследования

Геоинформационное обеспечение геолого-геохимических исследований месторождений высокочистого кварцевого сырья, включающее методы и средства организации и комплексной обработки геоданных. Цель работы

Повышение эффективности геолого-геохимических исследований и поисков месторождений высокочистого кварцевого сырья путем создания специализированной ГИС, основанной на разработанной системе пространственно-геохимических критериев выявления перспективных площадей и оригинальных методах и средствах организации, обработки и представления данных с учетом возможности ЗД-картографирования. Основные задачи:

• сбор данных (аналитические данные, петрографические, минералогические описания и т.п.) за период 1998-2013 гг., разработка структур данных, оптимальных для математической обработки всего массива разнородной геоинформации и организация системы хранения;

• создание информационно-картографического обеспечения, в том числе, разработка методики формирования ЗБ-картографического обеспечения ГИС для высокогорных областей на основе общедоступных источников геоданных;

• геоинформационный анализ созданной базы данных, выявление пространственно-геологических особенностей кварцевых объектов, выделение признаков, подходящих для формирования системы поддержки принятия решений о перспективности площади;

• создание программного обеспечения для автоматизированного формирования картографических представлений, оптимальных для анализа геохимической обстановки специалистами-геологами, внедрение его в созданную ГИС;

• оценка применимости созданного инструмента для дальнейших исследований и поисков месторождений высокочистых кварцитов в региональном масштабе.

Научная новизна и практическая значимость

Впервые разработано комплексное ГИС-обеспечение для исследований месторождений сверхчистого кварцевого сырья, включающее многопользовательскую базу данных "Суперкварциты", объединенную с инструментами пространственного и математического моделирования и ориентированную на визуализацию геохимических особенностей изучаемых объектов в трёхмерном виде. На основе архивных данных и новой пространственной информации представлены обобщенные материалы исследований. Разработан оригинальный метод комплексных визуальных представлений геолого-геохимической обстановки с помощью интегральных литохимических показателей, более компактный по сравнению с традиционными послойными картами. Используются наиболее современные открытые ГИС-технологии и стандарты, доказывается их оптимальность как средства обеспечения инициативных научных исследований. Созданные методы и ГИС-средства обеспечивают автоматизацию дальнейших исследований и поисков месторождений и проявлений сверхчистых кварцитов по всей территории Восточной Сибири. Оригинальность разработанной ГИС подтверждена свидетельствами Роспатента. Фактический материал и методика исследований

Основу диссертационной работы составили материалы полевых исследований проведенных автором с 2010-2013 гг. в Восточном Саяне. Также использованы объединенные фондовые материалы Института геохимии СО РАН

(г. Иркутск). Создаваемая информационная система включает следующие программные средства: ГИС-пакеты Quantum GIS; серверы баз данных PostgreSQL с расширением PostGIS, математико-картографическое обеспечение реализовано на языке python. Для создания картографических материалов использовалась информация из открытых источников геоданных: топографические карты масштаба 1: 200000, 1:100000, спутниковые данные дистанционного зондирования Земли - AsterGDEM и SRTM. Все программные средства и пространственные материалы, использованные при выполнении диссертационной работы, являются открытыми и бесплатными. На публичную защиту выносятся следующие положения:

1. Автоматизация оценки перспективности территории Восточного Саяна на высокочистое кварцевое сырье достигается созданием ГИС, структура и правила которой формируют методологическую основу геолого-геохимических исследований.

2. Разработанный алгоритм создания цифровых моделей рельефа высокогорных областей на основе открытых геоданных позволяет пространственно позиционировать данные точнее, чем GPS-привязка, и обеспечивает более широкий перечень решаемых геолого-геохимических задач.

3. Математико-картографическое обеспечение ГИС, созданное на основе методов уменьшения размерности данных без потери информативности и выявленных в рамках экспертного подхода признаков месторождений высокочистого кварцевого сырья, повышает эффективность и оперативность визуального анализа геолого-гсохимических данных.

Личный вклад

Автор лично участвовала в полевых работах на территории Восточного Саяна в местах проявлений и месторождений высокочистых кварцитов в период 2010-2013гг. Все результаты, лежащие в основе диссертационной работы, получены автором самостоятельно либо разработаны с её участием.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на всероссийских и международных совещаниях с 2011 года: XIV междисциплинарном симпозиуме "Порядок, беспорядок и свойства оксидов" (ODPO-14, п.Лоо, 2011г.)., Научно-технической конференции «Геонауки» (г.Иркутск, 2011г.)., Минералогическом семинаре «Кристаллическое и твердое некристаллическое состояние минерального вещества» (г.Сыктывкар, 2012 г.)., XVII научном симпозиуме имени академика М.А.Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (г.Томск, 2013г.)., Конференция молодых ученых «Современные проблемы геохимии» (г. Иркутск, 2013г.) и др. Публикации и объекты интеллектуальной собственности

По теме диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ, из них 4 в журналах, рекомендованных ВАК.

К основным научным достижениям также относится разработанная геоинформационная система, представленная в двух объектах интеллектуальной собственности: «Программное обеспечение пространственных расчетов геохимических модулей (ModuLi)», свидетельство №2013617503 от 15.08.2103 г., и «Аналитическая база данных информационной системы изучения месторождений кварцевого сырья Восточного Саяна (БД «Суперкварциты»), свидетельство №2013620877 от 31.08.2013 г. Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, изложенных на 110 страницах, включая список литературы из 81 источника, 50 иллюстраций и 14 таблиц.

Благодарности

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю - к.г.-м.н. A.B. Паршину за рекомендации и советы на протяжении всей работы. Д.ф.-м.н., профессору А.И. Непомнящих за ценные замечания и помощь в получении

материалов. Автор признательна сотрудникам ИГХ СО РАН к.г.-м.н. A.M. Федорову за консультации и экспертные оценки, аспиранту С.А. Шестакову за помощь при создании программного обеспечения, а также д.г.-м.н. В.Н. Анфилогову и к.г.-м.н. М.А. Игуменцевой (Ин-т минералогии УрО РАН) за помощь при проведении полевых исследований.

Глава 1. Состояние проблемы и актуальность исследований.

В главе рассматривается современное состояние российской минерально-сырьевой базы кварцевого сырья. Отмечается, что наиболее перспективной площадью Восточной Сибири является Восточный Саян (Бурятия). Приводятся результаты исследований этой территории разными группами ученых, рассматриваются различные модели формирования месторождений. Отмечается, что наиболее широкий диапазон особенностей (геохимических и др.) этого типа кварцевого сырья позволяет объяснить модель формирования месторождений «суперкварцитов», предложенная в 2012 г. A.M. Федоровым. Модель предлагается как базовая для выделения и формализации пространственно-геохимических критериев, которые позволят выявить перспективные на высокочистое кварцевое сырье участки в региональном масштабе, что позволит проводить дальнейшие поисковые исследования. Предлагается решать обозначенные задачи и производить дальнейшее изучение перспективных объектов с помощью ГИС-технологий, как современного средства хранения, комплексной обработки и согласованного представления пространственно распределенных данных. Отмечается, что имеется большой объем разнородного материала регионального масштаба, который может быть проанализирован на современном уровне, но который требует систематизации и комплексной обработки. Определяется роль ГИС как методической и технической основы исследований и поисков, формулируются требования к такой системе. Обосновывается невозможность использования в данном исследовании «классических» проприетарных ГИС. Предлагается автоматизировать решение задач поисков и исследований месторождений высокочистого кварцевого сырья, для чего необходимо разработать совокупность новых геоинформационных методов, средств и региональных критериев.

1.1. Минерально-сырьевая база (МСБ) высокочистого кварцевого сырья

За последние годы потребление мировой и отечественной промышленностью высококачественного кварцевого сырья возросло в десятки раз. Кварц широко используется во всех отраслях производства, определяющих уровень высоких технологий (космической, авиационной, военной, радиоэлектронной, медицинской, стекольной и др.). Также активное влияние имеет развитие микроэлектроники (выращивание монокристаллов, полупроводникового кремния, производство волоконно-оптических кабелей, резонаторов, фильтров). Кварцевое сырье является основой для изготовления абразивных материалов, огнеупоров, ферросплавов, карборунда, тиглей, химической посуды, наполнителей и др. (Ананьева, 2007). Область применения кварца расширена за счет производства кремнийорганических герметиков и каучуков, технических резин различной жесткости, кварцевой керамики, технического, прозрачного и непрозрачного, термо- и химически стойкого, крупногабаритного кварцевого стекла, монокристаллов пьезокварца, волоконно-оптического кабеля и т.д. Синтез же специальных материалов - для оптической и акустической электроники - предъявляет высокие требования к чистоте кварцевого сырья, перспективным источником которого являются кварциты (Коровкин, 2003). Одна из самых перспективных областей применения сверхчистого кварцевого сырья - кремний «солнечной» и полупроводниковой чистоты, высокоинтенсивные источники света, кварцевая керамика, монокристаллы пьезокварца, прецизионные оптические приборы. Также возрастают потребности традиционных областей использования ОЧК (ИКК, плавка и варка спецстекол и др.) (Аналитическая записка, 2005).

Минерально-сырьевая база кварцевого сырья Российской федерации представлена несколькими десятками месторождений в первую очередь гидротермального генезиса. Большинство эксплуатируемых месторождений находятся в европейской части страны в основном на Урале (Челябинская обл., Свердловская обл., Ханты-Мансийский автономный округ) и в Поволжье

(Республика Коми, Башкортостан) (Ананьева, 2007) и Карелии. Основным источником высокочистого сырья являются месторождения гранулированного и прозрачного жильного кварца. В Восточной Сибири известны месторождения гранулированного кварца (Чулбон, Гоуджекит, Надежное, Патомское, Малый Кутулак и др), а также месторождение чистых кварцитов - Черемшанский рудник (Федоров, 2012).

Производство сверхчистого кварца (кварцевой крупки) осуществляется из природного чистого кварцевого сырья, обладающего целым рядом нормированных технологических свойств. Качество исходного сырья зависит от его минерального состава: оно должно быть или монокварцевым, или содержать минеральные примеси, легко поддающиеся удалению в процессе обогащения; должно обладать высокой химической чистотой относительно большой группы примесных компонентов; нежелательной является структурная примесь высокотемпературной воды, обусловленная наличием микроскопических газово-жидких включений. Все требования очень существенно сужают круг потенциальных промышленных объектов, предопределяя высокую востребованность данного вида минерального сырья. Возникший дефицит высокочистого кварцевого концентрата восполняется импортом. В связи с этим растет интерес к различным проявлениям нетрадиционных типов высокочистого кварцевого сырья. Одним из таких перспективных источников можно назвать «суперкварциты» Республики Бурятия (Восточный Саян). При геохимических исследованиях данного типа кварцевого сырья было выявлено, что «после проведения кислотной обработки кварцевой крупки из «суперкварцитов» примесные «загрязнители» легко удаляются, что свидетельствует о том, что примеси концентрируются в межзерновом пространстве и на поверхности зерен и в большей степени не являются структурными» (Воробьев и др., 2003). Физико-химические свойства данного материала были изучены автором экспериментально. В результате опытным путем было показано, что при высокотемпературной (1400°С)

обработке «суперкварцита» в смести с химически активными оксидами (в системе 2Mg0-Be0-A1203-6Si02), в отличие от рентгеноаморфной кремнекислоты, сохраняет свою индивидуальность и характерную кристаллическую решетку (Демина и др., 2012, Демина и др., 2012а, Mihailov et al., 2013).

1.2. Первые исследования высокочистых кварцитов Восточного Саяна

Первые детальные исследования высокочистых кварцитов на территории Восточного Саяна начались еще в конце XX века. Интерес к белым и серым кварцитам Восточного Саяна возник в 1975г, когда они были предложены в качестве полезных ископаемых (П.А. Рощектаев), как сырье для выплавки кристаллического кремния и флюса при производстве меди (Федоров, 2012).

Исследования месторождений и проявлений высокочистого кварцевого сырья данной территории в разное время проводилось силами ученых ряда организаций (Окинская экспедиция, ВНИИСИМС, ООО «Ока-К», «ВСЗК», ИГХ СО РАН).

В 1976 г. Ю.А. Русских были установлены линзы и прослои светло-серых и белых разновидностей кварцитов на Урдагарганском, Харанурском, Снежном и Буралсарьдагском участках.

В 1987 году группой ученых (A.M. Рогачев и др.) было выявлено четыре проявления «гранулированных» кварцитов - Холбинское, Буралсарьдагское, Окинское и Хойтоулзытинское (уч-к Амбартогольский) (Непомнящих и др., 2001).

Установлено, что по природной чистоте кварциты Гарганской площади месторождения Бурал-Сарьдаг, Урда-Гарган и Верхнеонотского проявления не имеют себе аналогов не только в России, но и в мире.

С 1998 г. лабораторией «Геохимии рудообразования и геохимических методов поисков» Института геохимии СО РАН ведутся работы по исследованию месторождений кварцевого сырья данной территории. Одним из

главных объектов исследований сотрудников Института геохимии СО РАН было месторождение «суперкварцитов» Бурал-Сарьдаг (рис. 1.1), которое является одним из наиболее перспективных и одним из самых доступных участков (наряду с эксплуатируемым Черемшанским месторождением), поскольку в 2001 г. к нему была проведена дорога. Месторождение находится на территории Республики Бурятия в юго-восточной части Восточного Саяна в пределах Окинско-Урикского междуречья.

Рис. 1.1. Карта расположения месторождения Бурал-Сарьдаг

Оно расположено на вершине одноименного горного массива почти целиком сложенного кварцитами различного состава. Продуктивные кварциты выявлены на двух участках Северном и Южном с высотными отметками 2600-2670м (максимальная высотная отметка 2788 м) (Федоров, 2012). Сотрудниками ИГХ СО РАН впервые были выполнены следующие задачи (Спиридонов и др., 2004): • составлена первая геологическая схема месторождения;

• охарактеризованы основные типы кварцитов;

• выявлена новая разновидность семейства кварцитов, названная «суперкварцит», которая отличается практически полной мономинеральностыо и высокой химической частотой;

• была предложена первая геологическая модель формирования месторождения Бурал-Сарьдаг.

«Суперкварциты» характеризуются высокой химической чистотой не только относительно вмещающих их разностей, но и кварцитов других генетических типов, в том числе и используемых промышленностью для получения кристаллического кремния» (Воробьев и др., 2003). Также изучен вопрос возможности получения металлургического кремния из «суперкварцитов» и микрокварцитов без обогащения (Аналитическая записка, 2005). В работе говорится, что «учитывая высокую степень чистоты микрокварцитов, их физико-механические свойства и термостойкость, и на основании сопоставительного анализа испытаний кварцитов Бурал-Сардыкского и Черемшанского месторождений, ЗАО «Кремний» (г. Шелехов) выдано заключение о высоких металлургических качествах кварцитов месторождения Бурал-Сардык для использования в технологическом процессе по производству кремния».

Территориальной комиссией по запасам (БурТКЗ) по состоянию на 01.04.2003 г. утверждены запасы кварцитов в продуктивных телах по северной части Бурал-Сардыкского месторождения для открытого способа разработки с целью использования их в металлургии кремния и производства кварцевой крупки (ТУ-5726) -«суперкварциты» - 66000 т, микрокварциты - 980000 т (Аналитическая записка, 2005). Авторами данной работы месторождение отнесено к 1-ой группе, согласно «Классификации запасов и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых, 1997» (Приказ МПР РФ, 1997), а северный участок Бурал-Сардакского месторождения признан подготовленным для промышленного освоения. Запасы на соседних участках - Урдагарганское

проявление (участки Белая сопка и Кварцевый отрог) и др. со схожим химическим составом горных пород пока не оценены.

1.3. Модели формирования месторождения «суперкварцитов» Бурал-Сарьдаг.

Учитывая перспективность «суперкварцитов», возникает интерес к разработке методической поддержки исследований участков, схожих с месторождением Бурал-Сарьдаг по геолого-геохимическим критериям. Для выяснения условий формирования месторождений высокочистых кварцитов, определения их типоморфных минералого-петрографических и геохимических особенностей, необходимо более четко обозначить их признаки и критерии, необходимые при проведении дальнейших поисково-разведочных работ, что позволит выявлять подобные кварцевые образования как в Восточном Саяне, так и в других регионах России.

Для этого, в первую очередь, нужно изучить теоретические основы генезиса данного месторождения «суперкварцитов» (Демина и др., 2013в). Выявление перспективных площадей требует понимания процесса формирования месторождений такого типа сырья, для чего требуется определиться с генезисом известных объектов.

Первая модель формирования «суперкварцитов» месторождения Бурал-Сарьдаг, была предложена в 1998 г. сотрудниками ИГХ СО РАН (Воробьев и др., 2003., Спиридонов и др., 2004). Предполагалось, что осадочная толща кварцитов на Гарганской глыбе перекрывалась офиолитами, «суперкварциты» образовывались за счёт термалыю-флюидного (углекислотно-водного) воздействия, который был сгенерирован гранитоидами сунсунурского комплекса, что подразумевало субвертикальную трубооразную форму тела кварцитов (Воробьев, 2003).

Вторая модель была предложена позднее, группой ученых (Быдтаева и др., 2003) при изучении сдвиго-надвиговых зон Урдагарганского участка на основе,

проведеных поисковых работ масштаба 1:25000 и детальных исследований масштаба 1:10000 (Яшин В.Н, 2006). Вся толща, разбита системой разломов и состоит из известняков и кварцитов, за счет этого в сдвиго-надвиговых зонах образовались «суперкварциты» по дислоцированным кремнистым породам в процессе углекислотного метасоматоза (Быдтаева и др., 2004).

Однако, в результате произведенного Табинаевым В.П. и др. бурения было установлено сравнительно простое субгоризонтальное залегание пластов кварцитов, выдержанное падение и мощность продуктивных тел, их устойчивость по химическому составу (Аналитическая записка, 2005), в связи с чем первые модели не представляются достаточно точными. Третья модель была сформулирована примерно в одно время, что и вторая, на основе обобщённых итогов предыдущих исследований. Табинаев В.П. и Цуцар С.Д. с соавторами предложили версию метасоматических изменений прибрежно-морских кварцевых песчаников под действием теплового поля интрузии гранитоидов сумсунурского комплекса по примеру «утюга на мокрой ткани» (Табинаев и др., 2003).

В 2012 г. по итогам исследований Федоров A.M. установил, что «перечисленные гипотезы не находят полного подтверждения в полученных новых геологических и геохимических данных, поэтому для разрешения этого вопроса были проведены детальные геологические, минералого-петрографические и геохимические исследования нескольких участков кварцитоносного пояса иркутной свиты (хребет Бурал-Сарьдаг, водораздел pp. Оки и Урдо-Гаргана и участок расположенный к востоку от оз. Урунгэ-Нур) в местах его пересечения гранитоидами сумсунурского и мункусардыкского комплексов» (Федоров, 2012). Была предложена новая модель формирования месторождения Бурал-Сарьдаг (рис. 1.2), согласно которой образование «суперкварцитов» произошло в ходе динамо-термально-метасоматических преобразований первичных кремнисто-карбонатных пород иркутной свиты под

воздействием продвигающихся по ним пород офиолитового покрова (Федоров и др., 2012).

Рис. 1.2. Модель формирования месторождения Бурал-Сарьдаг, (Федоров и др., 2012). 1 - фундамент Гарганской глыбы (АИ-РЯ); 2 - офиолитовый комплекс нерасчлененный (К.3); 3 - чехол Гарганской глыбы (иркутная свита, Н.2-з), (градация цвета указывает на степень метасоматической очистки материала от максимальной в «суперкварцитах» в верхах разреза); 4 -снижение Р-Т условий (от темного к светлому) и степени воздействия теплового поля от тектонического контакта офиолитов на породы чехла; 5 -направление гравитационного оползания офиолитового комплекса с поверхности Гарганской глыбы; 6 - тектонические нарушения: а -достоверные, б - предполагаемые; 7 - эрозионный срез.

На данный момент эта модель представляется наиболее перспективной с позиций постановки дальнейших исследований, позволяет объяснить более широкий диапазон особенностей (геохимических, минералого-петрографических, структурных и др.) этого типа кварцевого сырья и сформировать систему пространственно-геохимических критериев исследований аналогичных месторождений (Демина и др., 2013). Построенная генетическая модель высокочистых кварцитов дает возможность спроецировать полученные результаты на восточный и северный фланги распространения пород продуктивной иркутной свиты исследуемого региона с целью оценки их на химически чистое кварцевое сырье. Сформированная система геолого-геохимических критериев должна обоснованно определить критерии и признаки для дальнейших исследовательских работ на кварцевое сырье особо чистого качества, осуществить переход от инициативных исследований, выполняемых небольшими коллективами научных сотрудников на площадные работы с помощью менее классифицированных специалистов.

1.4. Геоинформационный подход к изучению высокочистого кварцевого сырья.

Современные ГИС-технологии в настоящее время применяются исследователями, как самостоятельный метод, ориентированный на решение задач в различных областях наук - фундаментальных, прикладных, научно-исследовательских и др. При помощи комплексирования разнородных тематических данных, анализа пространственных закономерностей, моделирования и проч., оригинальные ГИС-инструменты могут использоваться в геологических и геохимических исследованиях локальных рудных объектов. Система признаков, выделенная из модели геологического объекта, выступает в роли методического стержня и должна быть дополнена современными средствами, обеспечивающими автоматизацию рутинных операций сбора-обработки-представления данных, четко определяющих роли отдельных

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Демина, Ольга Игоревна, 2013 год

Литература

1. Алчинов А.И., Кекелидзе В.Б. Современные методы визуализации рельефа // Геопрофи: Электронный журнал по геодезии, картографии и навигации. 2006 - №1 - С 13-14. Режим доступа на 22.10.2013: http://www.geoprofi.ru/technology/Article_2182 10.htm

2. Аналитическая записка, Месторождения, инвестиционные программы и проекты, 2005 г: http://geoconsult.ru/saniples/

3. Ананьева Л.Г. Минералого-геохимические исследования кварцитов Антоновской группы месторождения как источника высокочистого кварцевого сырья. Дисс.... кандидата геолого-минералогических наук,-Томск,- 2007.- 143 с.

4. Анисимов Г.А., Колесов Д.А. Создание системы геологической информации на основе программного обеспечения с открытым исходным кодом // Георесурсы. - 2012. - №2(44). - С. 40-41.

5. Афонин В.А. ГИС-моделирование геохимических полей Карийского рудного узла / Дипломная работа, Иркутск: ИрГТУ, 2011, - 84 с.

6. Балашов Ю.А. Геохимия рекоземельных элементов.М.: Наука, 1976._ 268с.

7. Балашов Ю.А., Изотопно-геохимическая эволюция мантии и коры Земли. М.: Наука, 1985.- 224с.

8. Белобородов М.А. ГИС-технологии в региональных геологических исследованиях // 2003. Режим доступа на 27.10.2013: http://loi.sscc.ru/gis/razlgis/nedra2_k.html

9. Бурал-Сардыкское месторождение кварцитов для металлургии кремния и наплава кварцевого стекла. Участок Северный (Республика Бурятия, Окинский район). Отчет об оценочных и разведочных работах за 2001-2003 гг. с подсчетом запасов по состоянию на 01.04.2003. В 2-х книгах и 1-й папке / Отв. исполнители В.П. Табинаев, С.Д. Цуцар. - Никольск, 2003.

10. Быдтаева Н.Г., Киселева P.A., Яшин В.Н. Геологические особенности формирования нового типа гранулированного кварца Гарганского кварценосного района (Восточный Саян) // Кварц. Кремнезем: Материалы Международного семинара. Сыктывкар: Геопринт. - 2004. - С. 185-187.

11. Воробьев Е.И., Спиридонов A.M., Непомнящих А.И., Кузьмин М.И., Сверхчистые кварциты Восточного Саяна // Доклады Академии Наук, 2003. -Т.390, №2. - С. 219-223.

12. Геоинформатика/Под редакцией проф. B.C. Тикунова.- М: Академия, 2005. - 480с.

13. Геолого-геохимические исследования кварцевого сырья месторождения Бурал-Сарьдаг / Науч. руководитель программы А.И. Непомнящих. -Иркутск. - 2001.

14. ГИС-ассоциация [Электронный ресурс]: база данных. - Режим доступа: http://www.gisa.ru/61342.html

15. Демина О.И. Геоинформационное моделирование для решения задач исследований и поисков суперкварцитов Восточного Саяна// Материалы конференции молодых ученых Современные проблемы геохимии - 2013г, Иркутск.- 2013.- с. 161-163.

16. Демина О.И., Мамонтова С.Г., Михайлов М.А, Демина Т.В., Богданова J1.A. Об использовании природного кварца при твердофазном синтезе бериллиевого индиалита// Вестник Иркутского государственного технического университета, 2012. - №8, с. 47-52.

17. Демина О.И., Михайлов М.А., Мамонтова М.Г., Дёмина Т.В., Богданова JI.A. О влиянии кварца на процесс твердофазного синтеза нестехиометричного бериллиевого индиалита// Всероссийское совещание Современные проблемы геохимии, посвященное 95-летию со дня рождения академика JI.B. Таусона, 2012а -Т.З, с. 276-279.

18. Демина О.И., Паршин A.B., Зеленая О.Г. Некоторые экологические аспекты строительства газопроводов на территории Иркутской области//

Вестник Иркутского государственного технического университета, 20126 -N2, с.42-47.

19. Демина О.И., Паршин A.B., Федоров A.M. Геоинформационное обеспечение геолого-геохимических исследований и поисков месторождений сверхчистого кварцевого сырья на территории Восточного Саяна// Фундаментальные исследования, 2013. №10 (8);

20. Демина О.И., Паршин A.B., Федоров A.M., Шестаков С.А.. Методика создания корректной цифровой модели рельефа на основе открытых источников геоданных (на примере месторождения Бурал-Сарьдаг)// Георесурсы, №3 (53), 2013а. - с.3-9.

21. Демина О.И. Трехмерное моделирование рельефа для решения задач изучения месторождений высокочистого кварцевого сырья Восточного Саяна // Труды конференции «Геонауки - 2013: актуальные проблемы изучения недр», 2013а (приняты в печать)

22. Демина О.И. Экологический мониторинг переходов крупных рек газопроводами. Дипломная работа, 2009.- 61с.

23. Демина О.И., Шестаков С. А., Паршин A.B. Новые способы пространственного моделирования месторождений кварцевого сырья Восточного Саяна // Проблемы геологии и освоения недр: Труды XVII Международного симпозиума имени академика М.А. Усова. Том I; -Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 20136, с.181-182.

24. Дубинин A.B. Геохимия редкоземельных элементов в океане // М.: Наука, 2006.-c.360.

25. Дубинин М.А. Будущее открытых ГИС в РФ// Материалы конференции «Открытые ГИС» - 2012, г , Москва, http://gisconf.ru/ru/u9/ на 27.10.13

26. Дубинин М.А. Общее описание ASTER GDEM //GIS LAB. Географические информационные системы и дистанционное зондирование, 2009. Режим доступа на 27.10.2013: http://gis-lab.info/qa/aster-gdem.html

27. Другаков П.В. Создание ЦМР средствами open source ГИС // Кадастр недвижимости и мониторинг природных ресурсов: Материалы 3-ей Всероссийской научно-технической интернет-конференции.- Тула: Издательство ТулГУ, 2013. - С 295-297.

28. Еремин Н.И., Неметаллические полезные ископаемые., Двухсотпятидесятилетию Московского Государственного Университета им. М.В.Ломоносова посвящается. / Издательство Московского Университета 2004 г. Издание второе, исправленное и дополненное. http://geo.web.ru/db/msg. html?mid=l 172887&uri=glava_l 8.htm

29. Изотова Е. А., Кияшко Г.А., Создание трехмерных моделей рельефа дна для целей мониторинга гидротехнических сооружений // Кадастр недвижимости и мониторинг природных ресурсов: Материалы 3-ей Всероссийской научно-технической интернет-конференции.- Тула: Издательство ТулГУ, 2013. - С 268-272.

30. Инженерная геодезия и геоинформатика/Под ред. С.И. Матвеева.-М: Академический проект, 2012. - 484с.

31. Интерпретация геохимических данных/Научный редактор чл.-кор. РАН Е.В. Скляров.- М: Интермент Инжиниринг, 2001.- 288с.

32. Карионова Ю. И., Оценка точности матрицы SRTM / 2009

hUp://www.racurs.ru/wiki/index.php/0ueiiKa_T04H0CTH_MaTpHHbi_SRTM. (на

27.10.2013)

33. Клопотов В. И. Региональное геологическое изучение территории России с использованием информационных технологий. Автореф.... кандидата геолого-минералогических наук..- Москва.- 2011.- 22 с.

34. Комосов Ю.А. Представление и хранение пространственных данных: изменение взгляда // Вестник геодезии и картографии. —- 2008. — № 2. — С. 5-6

35. Коровкин М.В., Ананьева Л.Г. Минерально-геохимические особенности кварцитов Антоновской группы//Вестник Томского государств.

Университета. Проблемы геологии и географии Сибири. - Томск: ТГУ, 2003. -С. 78-79

36. Красавчиков В.О. Компьютерное моделирование направлений возможной миграции углеводородных флюидов и зон их потенциальной аккумуляции. // Геология и геофизика. 2000. - Т. 41. - № 3. - С. 356-370.

37. Кучак А.О. Цифровая модель рельефа участка "Озеро Иткуль" заповедника "Хакасский": методы создания и возможные пути использования // Кадастр недвижимости и мониторинг природных ресурсов: Материалы 3-ей Всероссийской научно-технической интернет-конференции.- Тула: Издательство ТулГУ, 2013. - С 272-277.

38. Кучинская В.П., Паршин A.B. Математико-картографическое обеспечение поисков и типизации золоторудных объектов Апрелковской рудно-магматической системы // Материалы конференции молодых ученых Современные проблемы геохимии - 2013г, Иркутск.- 2013.-е. 151-153.

39. Лямина В. А. Выявление зависимости химического состава поверхностных вод от ландшафтных и геологических характеристик с использованием ГИС-технологий :На примере Уронайского рудного узла. Дисс.... кандидата геолого-минералогических наук..- Новосибирск.- 2005.- 148 с.

40. Макаренко С.А., Подкидышева Ю.В. Применение методов картографирования в создании тематических карт (на примере Воронежской области) // Кадастр недвижимости и мониторинг природных ресурсов: Материалы 3-ей Всероссийской научно-технической интернет-конференции.-Тула: Издательство ТулГУ, 2013. - С 297-303.

41. Мамонтова С.Г., Демина О.И. О синтезе Mg, AI, Ве-силиката из прекурсоров с различной химической предысторией// XIII Всероссийская молодежная научная конференция с элементами научной школы - Химия силикатов: вчера, сегодня, завтра (к 125-летию академика И.В. Гребенщикова), 2012, с. 68-69

42. Мельник И.В., Яковлев Е.А., Шевченко И.С. Анализ сельскохозяйственных и геохимических свойств почв с использованием ГИС-технологий // ArcReview, 2002.- 1 (20). Режим доступа на 27.10.2013: http://dataplus.ru/news/arcreview/detail.php?ID=2535&SECTIONJD=63

43. Миллер С. Российский рынок программного обеспечения геоинформационных систем // «Computerworld Россия», 1996.- №6. Режим доступа на 27.10.2013: http://www.osp.ru/cw/1996/06/10265/

44. Новаковский Б.А., Прасолов С.В,. Прасолова А.И. Цифровые модели рельефа реальных и абстрактных геополей. // Москва: Научный мир. 2003 г.

45. Паршин А.В. Геоинформационное обеспечение мониторинга поверхностного слоя вод озера Байкал. Автореф. ... кандидата геолого-минералогических наук.- Иркутск.- 2012,- 24 с.

46. Паршин А.В. Геоинформационное обеспечение мониторинга поверхностного слоя вод озера Байкал. Дисс.... кандидата геолого-минералогических наук.- Иркутск.- 2012.- 162 с.

47. Паршин А.В., Мельников В.А., Демина О.И., Руш Е.А. ГИС как судовая электронно-картографическая система // Вестник Иркутского государственного технического университета.- 2012.- №1.- С.40-46.

48. Паршин А.В., Руш Е.А., Спиридонов А.М. Автоматизация процесса обеспечения экологического мониторинга озера Байкал применением современных ГИС и web технологий // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. - 2011.- N1. - С.82-87

49. Поисковые работы на кварцевое сырье в юго-восточной части Восточного Саяпа. Отчет ОАО «ВЗПК» о результатах поисковых работ на кварцевое сырье, проведенных в 2001-2005 гг. В 2-х книгах и 1-й папке. / Отв. исполнитель В.Н. Яшин. - Улан-Удэ. - 2006.

50. Поцелуев А.А., Ананьев Ю.С., Житков В.Г. Дистанционные методы геологических исследований, прогнозирования поисков месторождений полезных ископаемых / Томск: STT, 2012 - с. 304

51. Прибайкальский район в 2012-2013 гг., Из Доклада руководителя районной администрации Г.Ю.Галичкина на сессии райсовета 19 апреля 2013 г. http://az-kozin.narod.ru/econornics.html

52. Привал енко В., Приваленко В. ГИС при эколого-геохимическом мониторинге г. Ростова-на-Дону / ArcReview, 2004.- 4 (31). Режим доступа на 27.10.2013:

http://datapIus.ru/news/arcreview/detail.php?ID=1879&SECTION_ID=50

53. Приказ МПР РФ от 07.03.1997 N 40 "Об утверждении Классификаций запасов полезных ископаемых" (вместе с "Классификацией запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых", "Классификацией эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов подземных вод"). Режим доступа на 27.10.2013: http://www.consultant.rU/document/cons_doc_LAW_14724/#cont

54. Самардак A.C. «Геоинформационные системы». Владивосток ДВГУ, 2005г.-124с.

55. Серебряков C.B., Баженова Ю.Д. Новый подход к организации и хранению пространственных данных // Геодезия и картография. — 2008. — № 7. — С. 52-55

56. Середович В.А., Клюшниченко В.Н., Тимофеева Н.В Геоинформационные системы (назначение, функции, классификация). Монография// Новосибирск.: СГГА, 2008. - с. 192.

57. Соловов А.П. Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых // М: Недра, 1985. - с. 294

58. Спиридонов A.M., Воробьев Е.И., Непомнящих А.И., Рощектаев П.А., Халматов К.Т., Цуцар С.Д., Табинаев В.П., Федоров A.M., Романов B.C. Кварциты месторождения Бурал-Сарьдаг как крупнейшая сырьевая база сверхчистых кварцевых материалов // Сборник тезисов докладов Совещания «Кремний - 2004». - Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН. - 2004. - С. 32.

59. Тейлор С.Р., Мак-Леннан С.М. Континентальная кора: ее состав и эвалюция.М.: Мир, 1998.- 384с

60. Тикунов B.C. и др. Основы геоинформатики // М.: Академия, 2004. - 352 с.

61. Токушов К.С. Информационный отчет по геохимическим поискам с использованием мотобура «Кобра» на лицензионной площади месторождения Погромное за 2011г / Чита, 2011. - 26 с.

62. Уфимцев Г.Ф., Тимофеев Д.А., Симонов Ю.Г. Морфология рельефа /М.: Научный мир, 2004.- 184 с.

63. Шатров В. А. Редкоземельные элементы как индикаторы условий образования метаосадочных пород нижнего протерозоя // Доклады Академии Наук. 2004. Т. 397. №3.- С. 396-399

64. Шатров В.А., Войцеховский Г.В. Применение лантаноидов для реконструкции обстановок осадкообразования в фанерозое и протерозое (на примере разрезов чехла и фундамента Восточно-Европейской платформы) // Геохимия., 2009.- №8.- С.805-824

65. Федоров A.M. Геохимия и условия образования особо чистых кварцитов на примере проявлений Восточного Саяна. Дисс.... кандидата геолого-минералогических наук.- Иркутск.- 2012.- 160 с.

66. Федоров A.M., Макрыгина В.А., Будяк А.Е., Непомнящих А.И. Новые данные о геохимии и механизме формирования кварцитов месторождения Бурал-Сарьдаг (Восточный Саян) // Доклады академии наук.- 2012.- Т 442, №2,- С 244-249.

67. Хромых В.В., Хромых О.В. Цифровые модели рельефа. Томск: ООО «Издательство «ТМЛ-Пресс», подписано к печати 15.12.2007 г. Тираж 200

экз

68. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы литохимии.- Санкт-Петербург.: НАУКА, 2000,- 479 с.

69. ASTER Global Digital Elevation Map Announcement //Jet Propulsion Laboratory., California Institute of Tecnology.,

2012.http://asterweb.jpl.nasa.gov/gdem.asp_^aHHbie спутниковых исследований AsterGDEM)

70. Budyak A, Parshin A. GIS mapping of geological features of the Baikal mountain region based on integrated geochemical indicators // Mineralogical Magazine, 2013, v.77, N.5, p.788.

71. Evensen N.M., Hamilton P.J., O'Nions R.K. Rare-earth abundances in chondritic meteorites // Geochimica et Cosmochimica Acta. - 1978. - V. 42. - P. 1199-1212.

72. GIS LAB ассоциация [Электронный ресурс]: база данных. - Режим доступа: http://gis-lab.info/qa/srtm.html

73. Michael F. Goodchild Geographic information systems and science: today and tomorrow // Annals of GIS, 2009, vol. 15:1, p.3-9.

74. Mihailov M.A., Krivovichev S.V., Mamontova S.G., Demina T.V., Bogdanova L.A., Belozerova O.Yu, Demina O.I. Evolution of structural complexity during formation of Mg-Be-Al silicates (experiment and interpritation)//Abstract volume III International Conference Cristallogenesis and mineralogy, 2013, p. 96-97.

75. Murray R.W. Buchholtz ten Brink M.R., Jones D.L et al. Rare earth elements as indicators of different marine depositional environments in chert and shale // Geology, 1990. V. 18. -P. 268-271

76. Murray R.W. Buchholtz ten Brink M.R., Jones D.L et al. Rare earth elements in Japan Sea sediments and diagenetic behavior of Ce/Ce*: results from ODP Leg 127 // Geochim. Cosmochim. Acta., 1991. V. 55.- P. 2453-2466

77. Shuttle radar topography mission. The mission to map the world//Jet Propulsion Laboratory., California Institute of Tecnology., 2009 http://www2.jpl.nasa.gov/srtm/ (данные спутниковых наблюдений SRTM);

78. Sun S.S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematic of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes // Magmatism in the Oceanic Basin / A.D. Saunders and M.J. Norry, eds. / Geol. Soc. Sp. Publ. 1989. V. 42. P. 313-345.

79. A.c. №2013620877 РФ. Аналитическая база данных геоинформационной системы изучения месторождений кварцевого сырья Восточного Саяна (БД «Суперкварциты») / Демина О.И., Шестаков С.А., Федоров A.M., Паршин A.B., Непомнящих А.И. // Заявлено 24.06.2013. Опубликовано 31.07.2013

80. A.c. №2013620046 РФ. База геолого-геохимических данных Кодаро-Удоканской структурно-формационной зоны (БД "Кодар") / Паршин A.B., Шестаков С.А., Будяк А.Е., Мельников В.А., Спиридонов A.M. // Заявлено 19.11.12. Опубликовано 09.01.2013.

81. A.c. №2013617503 РФ. Программное обеспечение пространственных расчетов геохимических модулей (ModuLi) / Шестаков С.А., Паршин A.B., Демина О.И., Будяк А.Е. // Заявлено 24.06.2013. Опубликовано 15.08.2013