 |  | |
 УДК 004+550.8.02 Использование компьютерных технологий для анализа, обработки и хранения геологической информации
Анастас А.В., н.с., Лютенко Т. Ю., н.с., Чернов Л. М., вед. специалист, Кравченко Е.Н., зав. НИЛ, доцент, Маева С.Г., н.с. Приднестровский государственный университет, ПМР
Рассмотрена разработанная в В 2015-20 годах НИЛ «Геологические ресурсы» Приднестровского государственного университета ГИС «Геология Приднестровья», содержащая базу данных скважин ПМР, карты геохимических аномалий, базу месторождений полезных ископаемых и базу палеонтологических остатков Приднестровья.
В современном мире объемы информации, требующей хранения и оперативного использования, увеличиваются ежесекундно. Очевидно, что без применения компьютерных технологий справиться с таким объемом информации невозможно. Но есть такие области знания, например геология, которые трудно поддаются формализации и оцифровке. Вместе с тем производственные предприятия и научно-исследовательские организации Приднестровской Молдавской Республики накопили обширный геологический материал, полученный большей частью при съёмочных и разведывательных работах 1950-1990-х годов на территории Молдавской ССР, который без применения компьютерных технологий сложно обработать и проанализировать. Создание баз данных предоставило исследователям возможность перейти на качественно новый уровень обработки, анализа, обобщения и хранения геологической информации. Разработка комплексных геоинформационных систем в мире началась еще в начале 80-х годов, но в нашей республике такого опыта до недавнего времени не было. Первый опыт компьютеризации геологической информации в ПМР был получен в рамках работы НИЛ «Геологические ресурсы» ПГУ им. Т. Г. Шевченко в 2015, когда была создана База данных по скважинам в среде ГИС K-MINE. K-MINE – это геоинформационная модульная система производства фирмы Кривбассакадеминвест (Украина) для автоматизации процессов планирования и управления горными работами, которая позволяет создавать базы данных опробования скважин, строить 3D-модели месторождений, карьеров и т. д. [3]. В главной таблице программы содержатся сведения о съёмочных и поисково-разведочных скважинах, взятые из геологических отчётов 196-1990-х годов: номер скважины с буквой-индексом, кодирующей автора геологического отчёта, координаты X и Y в системе Гаусса-Крюгера (Пулково-1942, зона 5), абсолютна отметка устья скважины, её глубина, тип скважины, автор и год издания отчёта, местоположение скважины. При постановке курсора на строчку определённой скважины, открывается вторая таблица, содержащая полную колонку скважины: интервал толщи от и до (глубина в м), длина интервала, описание пород и принадлежность их к определённому местному стратиграфическому подразделению (рис. 1).
Рис. 1 - База данных по скважинам в K-MINE. Колонка скважины 291С Грушка.
В 2017 в НИЛ «Геологические ресурсы» проводилась работа по переводу геохимических данных из отчётов прошлых лет в цифровую форму и их интерпретация. По северной части Приднестровья, где породы докембрия, включающие кристаллический фундамент и осадочные слои венда, залегают на относительно небольших глубинах (10-150 м), имеются обширные данные химических анализов пород из многочисленных съёмочных скважин. Содержания свинца, цинка, меди, фосфора, редких земель, олова, бериллия по интервалам в скважинах были внесены в программу K-MINE в виде связанных между собою таблиц. Перспективность отдельных площадей и стратонов в Каменском районе республики на полезные ископаемые оценивалась с помощью построения карт изолиний в программе Surfer 11, позволивших оконтурить участки повышенных концентраций элементов в отдельных слоях и свитах. Например, было выявлено, что в гранитоидах молдавского комплекса протерозоя (сопоставляющегося с бердичевским комплексом Украины) наблюдается повышенное содержание свинца (0,17%) (рис 2) и цинка (0,05%) [2]. В породах терригенно-эффузивной каменской свиты низов венда около г. Каменка обнаружено повышенное содержание меди (0,03%) [2] (рис 3). В базальных конгломератах мела находится обширная аномалия фосфора (2,5%), простирающаяся с севера на юг от с. Хрустовая до с. Подоймица (рис 4). Аномалия редких земель (0,032%) в породах сарматского яруса вытянута с северо-запада на юго-восток, от с. Грушка до с. Соколовка (рис 5).
Рис. 2 - Карта аномалий содержания свинца в гранитоидах протерозоя
Рис. 3 - Карта аномалий содержания меди в породах венда
Рис. 4 - Карта аномалий содержания фосфора в базальных конгломератах мела
Рис. 5 - Карта аномалий содержания суммы редких земель в породах неогена
Концентрации халькофильных элементов в протерозойских и вендских породах, весьма вероятно, связанны с гидротермальными процессами сульфидизации. Линейная направленность таких аномалий может быть связанна с тектоническими нарушениями, выявленными в докембрийских породах. Повышенные содержания фосфора в отложениях меловой системы могут быть объяснены седиментационными процессами в тёплых водах позднемезозойских морей. В неогене, 11-10 млн лет назад, на данной территории существовали тёплые неглубокие моря, в которых откладывались глины, пески и хемогенные и биогенные известняки. Содержание редких земель в таких породах контролируется, скорее всего, биогенными фациями. Интерпретация сведений по геохимии с помощью ГИС-технологий позволяет оценить перспективы развития минерально-сырьевой базы Приднестровской Молдавской Республики, выявить участки и стратоны для будущих поисковых работ на рудные металлические и неметаллические полезные ископаемые [2]. В 2018 в лаборатории в рамках первого этапа исследований по теме: «Разработка, создание и ведение геоинформационной системы «Геология Приднестровья»» были систематизированы материалы по месторождениям полезных ископаемых. Одним из результатов стала разработанная База данных месторождений ПМР (Рис 6). Источником для создания базы послужили отчёты 1950-1980-х годов по детальной разведке отдельных месторождений. В базе представлены месторождения, разведанные по территориии республики: это в основном строительное сырье, а также кремнеземистые породы верхнемелового возраста, карбонатные и глинистые породы неогена, песчано-гравийных пород четвертичной системы.
Рис. 6 - Интерфейс главной кнопочной формы базы данных месторождний ПМР
База данных создана в программе Microsoft Access в виде файла с расширением mdb. Она состоит из шести таблиц с уникальными полями, соединёнными между собой связями «один-к-одному», «один-ко-многим», либо «многие-ко-многим» [4] (рис 7).
Рис. 7 - Связи между таблицами базы данных месторождений ПМР
В таблице «Общие сведения» даётся название месторождения, его местоположение, год разведки, архивный номер отчёта по детальной разведке, площадь месторождения (рис 8).
Рис. 8 - Форма «Общие сведения» базы данных месторождений ПМР. Григориопольское-1 месторождение известняков.
В таблице «Геологическое строение» подробно описывается продуктивная толща месторождения, литология подстилающих и перекрывающих пород, глубина залегания продуктивной толщи (рис 9).
Рис. 9 - Форма «Геологическое строение» базы данных месторождений ПМР. Григориопольское-1 месторождение известняков.
В таблице «Качественные характеристики полезного ископаемого» приводятся минералогический состав полезного ископаемого, результаты его химического анализа, структурные особенности породы, её физические и физико-механические свойства: объёмный вес, влажность, гранулометрический состав, прочность (рис 10).
Рис. 10 - Форма «Качественные характеристики полезного ископаемого» базы данных месторождений ПМР. Григориопольское-1 месторождение известняков.
Не во всех отчётах содержится полная информация о полезном ископаемом месторождения, поэтому иногда отдельные поля таблиц остаются незаполненными. Для данных четырёх таблиц в качестве пользовательского интерфейса были созданы соответствующие формы, для заполнения базы данных и просмотра внесённых сведений. Таблица «Справочник полезных ископаемых» не предназначена для заполнения по отдельным месторождениям; она содержит перечень видов полезных ископаемых, разведанных на территории Приднестровья: строительные известняки, известняки для бута и щебня, строительные пески, известняки для производства стекла, и т. д. Для связи между таблицами «Общие сведения» и «Справочник полезных ископаемых» была создана таблица «месторождение полезного ископаемого», содержащая поля «КолМестор» и «Код ПолИск». Данные две таблицы были созданы для облегчения пользователям поиска по базе данных с помощью запросов. В базе были созданы следующие запросы на выборку информации: «Сведения по месторождению», «Разрез месторождения», «Запасы полезного ископаемого по месторождению», «Вещественный состав», «А–Я», «Вид сырья», «Номер отчета», «Поиск месторождения» [4]. Поиск месторождения через отчёт по детальной разведке требует введения архивного номера отчёта в соответствующем запросе (рис. 11). В результате выводится таблица, содержащая код месторождения в базе данных, его название, год разведки, административный район местоположения, что позволяет в дальнейшем найти все сведения о месторождении из форм «Общие сведения», «Геологическое строение», «Качественные характеристики полезного ископаемого», «Подсчёт запасов».
Рис. 11 - Запрос «Номер отчёта» базы данных месторождений ПМР. Номер отчёта 208 (Григориопольское-1 месторождение известняков).
Поиск всех месторождений, на которых разрабатывается определённый вид ископаемого осуществляется через запрос «Вид сырья», требующий названия добываемой горной породы: известняк, глина, песок, трепел. Результатом является таблица, где выводятся все месторождения, на которых встречается данный вид ископаемого, в которой даются название месторождения, ближайший к нему населённый пункт, административный район местоположения, различные виды полезного ископаемого из справочника полезных ископаемых (пильные известняки, известняки для бута и щебня, известняки-цементное сырьё по запросу «известняк»). Созданный интерфейс базы данных месторождений ПМР позволяет пользоваться программой не только геологам, но и специалистам, осуществляющим экономическую деятельность [4]. В 2020 году задачей НИЛ «Геологические ресурсы» по теме: «Разработка, создание и ведение геоинформационной системы «Геология Приднестровья»» была систематизация сведений о палеонтологических останках, собранных и описанных по долине Днестра и его притоков. Источником сведений послужили съёмочные отчёты 1960-1990-х годов с палеонтологическими характеристиками интервалов скважин, описания обнажений, а также коллекции моллюсков, костных останков, отпечатков ископаемых, хранящиеся в Геолого-палеонтологическом музее ПГУ и в музеях Кишинёва и Одессы (ископаемые, найденные на территории Приднестровья, переданные на хранение в музеи Молдовы и Украины в прошлые десятилетия). Была создана база данных «Палеонтология Приднестровья», содержащая сведения о более чем 1800 останках ископаемых организмов по всем стратиграфическим подразделениям вендской, ордовикской, силурийской, девонской, меловой, палеогеновой, неогеновой и четвертичной систем (рис. 12).
Рис. 12 - Интерфейс главной кнопочной формы Базы данных «Палеонтология Приднестровья»
База позволяет в интерактивном варианте использовать информацию для любого стратиграфического подразделения, принятой и утвержденной в ПМР стратиграфической шкалы. Она содержит семь таблиц с уникальными полями, соединёнными между собой связями «один-к-одному», «один-ко-многим», либо «многие-ко-многим». В таблице «Таксон» приводятся международное название вида фаунистической единицы, её принадлежность к группе ископаемых (двустворчатые моллюски сармата, брахиоподы силура, остракоды девона, фораминиферы палеогена, и т. д.), отряд и семейство, включающие данный вид, интервал нахождения остатка (в случае скважины), источник полученных сведений (автор, год и страница геологического отчёта в случае, если материал получен в результате съёмочных работ; количество и описание ископаемых остатков в случае, если материал хранится в музеях Приднестровья или соседних стран). Единицы музейных коллекций сопровождались фотографиями искoпаемых остатков. Таблица «Местонахождение» содержит наименование скважины или обнажения, населённый пункт, административный район, координаты в системе Гаусса-Крюгера. Таблица «Стратон» содержит название свиты или толщи местного стратиграфического подразделения, региоярус, ярус и система международной шкалы к которым оно относится, литологическое описание пород слоя. Таблица «Группа ископаемого» не предназначена для заполнения; она содержит перечень всех групп организмов, классифицируемых по принадлежности к отряду/семейству и определённой стратиграфической системе: «вендотении венда», «млекопитающие плейстоцена», и т. д.; выбор из списка осуществляется при заполнении соответствующего поля в таблице «Таксон». Таблица «справочник систем» предназначена для выбора системы международной шкалы (силурийская, неогеновая) при заполнении таблицы «Стратон». Таблицы «КодТаксон_КодМестн» и «КодТаксон_КодСтратон» предназначены для связи между таблицей «Таксон» с одной стороны, и таблицами «Местонахождение» и «Стратон» соответственно, с другой стороны. С помощью системы запросов по Базе данных была составлена палеонтологическая характеристика отдельных свит сарматского региояруса местной стратиграфической шкалы и на основании сравнения видового состава фауны выделены руководящие виды [1]. Таким образом, компьютерная обработка позволяет систематизировать и сохранять палеонтологические сведения, проводить ревизию палеонтологических коллекций и анализ видового состава местонахождений на исследуемой территории [1] [5]. База данных по съёмочным скважинам в программе K-Mine, базы данных по месторождениям и по палеонтологии в программе Microsoft Access, карты различных геологических данных (стратиграфических, геохимических, и т. д.) территории республики создаются как слои единой информационной системы по геологии Приднестровья, обращённой нынешним и будущим работникам отрасли, в том числе для постановки в дальнейшем работ по крупномасштабной съёмке всей площади страны и разведке новых месторождений ископаемых.
Библиографический список 1. Кравченко Е. Н. Опыт применения компьютерной базы данных «Палеонтология Приднестровья» для сравнения видового состава комплексов малакофауны сармата Молдавской плиты / Е. Н. Кравченко // Вестник Приднестровского Университета. Серия: медико-биологические и химические науки. – 2021. – № 2 (68). – С. 210-219. 2. Кравченко Е. Н. Некоторые аспекты геологического изучения территории Приднестровья на основании геоинформационных систем / Е. Н. Кравченко, В. Н. Кадурин, Т. Ю. Лютенко, Р. С. Кудэравец, Л. О. Януш // Вестник Приднестровского Университета. Серия: медико-биологические и химические науки. – 2018. – № 2 (59). – С. 87-94. 3. Кравченко Е. Н. Использование ГИС-технологий для создания геологических баз данных / Е. Н. Кравченко, А. К. Руденко, Т. В. Соболева // Buletinul Institutului de geologie si seismologie al Academiei de Stiinte a Moldovei. – 2015. – № 1-2. – С. 123-128. 4. Лютенко Т. Ю. Применение базы данных как способа хранения геологической информации / Т. Ю. Лютенко // Вестник Приднестровского Университета. Серия: медико-биологические и химические науки. – 2019. – № 2 (62). – С. 158-162. 5. Маева С. Г. Палеонтологическая характеристика подразделений местной стратиграфической шкалы меловой системы Приднестровья / С. Г. Маева // Вестник Приднестровского Университета. Серия: медико-биологические и химические науки. – 2021. – № 2 (68). – С. 237-246.
| ||
 |  |
