Лекция 1. Вводная

В связи с расширением возможностей современных физико-химических ме­тодов, а также бурным развитием электронно-вычислительной техники, наблюда­ется широкое проникновение математических методов во все отрасли естествен­ных наук, в том числе и в геологии.

Необходимость применения математических методов при обработке и обобщении геологических данных все острее ощущается и в таких дисциплинах, как палеонтология, стратиграфия, структурная геология, литология, петро­графия, и др., которые считались чисто описательными. Из года в год поток количественной информации возрастает, а визуальные методы анализа и обобще­ния эмпирических данных не обеспечивают извлечения из него всей возможной полезной информации, что снижает эффективность проведения геологоразведоч­ных работ. Но это оружие будет эффективным лишь в том случае, если теоретиче­скими основами математического моделирования геологических процессов и объ­ектов овладеют широкие массы геологов.

МинГео РФ выделяют значительные ассигнования для оснащения крупных геологоразведочных организаций электронной техникой.

1. Особенности использования математических

методов в геологии и разведке.

Широкое внедрение математических методов в геологическую науку и практику сопряжено с рядом объективных трудностей. Геология принадлежит к описательным наукам. Экспериментальной основой в геологии являются полевые наблюдения и результаты их камеральной обработки, по данным которых стро­ятся гипотезы и делаются теоретические обобщения. Геолог, как правило, лишен возможности проверять свои теоретические построения путем проведения экспе­римента. Поэтому основные выводы опираются на представлениях о генезисе изучаемых явлений и основываются на интуиции геологов.

Система научных понятий в геологии и в математике не соответствуют друг другу. В математике они однозначны, логически совершенны и предельно лако­ничны. В геологии же основная масса понятия неоднозначны и многоплановы. Каждый геолог определяет и описывает геологические явления с позиции собст­венного подхода к пониманию явления или предмета, вследствие чего описания лишены однозначности, отличаются сложностью и многоплановостью.

Нетрудно заметить, что петрографические классификации горных пород не удовлетворяют требованиям математической логики, т.к. в основу ее положен комплекс различных признаков, которые сочетаются в сложной последовательно­сти и взаимоотношениях.

Геологи считают возможным использовать и используют математические методы для обработки и обобщения экспериментальных данных, причем форма­лизации подвергается не вся геологическая наука, а только объект наблюдения.

Такой процесс рассматривается как геолого-математическое моделирование, при выполнении которого гарантируется соответствие геологических и математи­ческих моделей.

2. Принципы и методы геолого-матаматического моделирования.

Моделирование как средство познания закономерностей широко используется в различных областях науки и техники.

Понятиие модели в настоящее врем, весьма обширны.

Различают:

1. Физическое моделирование – процессы, происходящие в земной коре, используются в экспериментальной геотектонике, петрографии, геохимии и др.

2. Графическое - используется в геологии и в горно-маркшейдерском деле (карты, планы, графики). Модели в изолиниях признают - отражают морфологи­ческие свойства и внутреннее строение изучаемых объектов.

3. Математические модели - используются при изучении свойств, морфо­логии и строении геологических образований.

Природные геологические системы не поддаются безупречному количест­венному описанию, вследствие чего строгое понятие закона заменяется при их изучении более широкие, хотя и расплывчатым понятием модели.

В отличие от закона, модель обеспечивает лишь приближенное пред­ставление о строении объекта. Любая модель позволяет судить не о всех, а только о тех свойствах системы, для осуществления которых осуществля­лось моделирование.

Объектами моделирования могут быть отдельные участки земной коры, а также различные свойства природных геологических образований - пород, мине­ралов, полезных ископаемых.

В процессе моделирования познаются те свойства, знания которых необхо­димо для решения научных и практических задач.