close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

;docx

код для вставкиСкачать
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
_____________________________________________________________________
Кафедра «Автоматизированных систем управления»
ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ В ПОИСКЕ И АНАЛИЗЕ ПЕРСПЕКТИВНОСТИ
РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Методические указания
к лабораторным занятиям для студентов направления подготовки
230100-«Информатика и вычислительная техника»
Владикавказ 2013 г.
УДК 004.891 (622.06)
ББК 33.2
Т 51
Составитель: Токарева Инна Васильевна
Рецензент: доц., к.т.н. Соколова Екатерина Андреевна
Методические указания к лабораторным занятиям по курсу
«Экспертные системы в поиске и анализе перспективности разработки
месторождений» для студентов направления подготовки 230100«Информатика и вычислительная техника»- Владикавказ: "Терек", 2013.29 с.
Методические указания предназначены для выполнения лабораторных
работ по курсу "Экспертные системы в поиске и анализе перспективности
разработки месторождений" для студентов направления подготовки 230100«Информатика и вычислительная техника». Курс предназначен для
ознакомления студентов с информационными технологиями в геологии.
Проблема прогноза и оценки рудных месторождений является актуальной,
поскольку напрямую связана с расширением минерально-сырьевой базы,
обеспечивающей экономическое развитие страны. Для решения этой
проблемы необходимо использование современных геоинформационных
технологий для повышения эффективности, точности и достоверности
прогноза и оценки.
Подготовлено кафедрой «Автоматизированных систем управления»
Редактор
Компьютерная верстка
Издательство «Терек» СКГМИ(ГТУ), 2013
Подписано в печать
Формат
Тираж ______ Объем усл.п.л. Заказ №.
Подразделение оперативной полиграфии СКГМИ (ГТУ) 362021, г.
Владикавказ, ул. Николаева, 44
Содержание
Лабораторная работа №1 ........................................................................................................................... 4
Изучение возможностей экспертных систем ........................................................................................ 4
Лабораторная работа № 2 .......................................................................................................................... 5
Создание экспертных систем, основанных на правилах ..................................................................... 5
Лабораторная работа № 3 .......................................................................................................................... 9
Метод экспертных оценок ...................................................................................................................... 9
Лабораторная работа № 4 ........................................................................................................................18
Определение элементов залегания рудных тел, построение их проекций и геологических
разрезов, проектирование геологоразведочных выработок и скважин .........................................19
Лабораторная работа № 5 ........................................................................................................................20
Поиски месторождений полезных ископаемых .................................................................................20
Лабораторная работа №1
Изучение возможностей экспертных систем
Цель выполнения работы
Целью является проектирование и разработка фрагмента экспертной системы.
Выполнение работы:
Задание №12. Авиация. Классификация авиационной техники.
У каждого самолета имеется набор параметров, по которым можно его
идентифицировать. Для удобства анализа предметной области данные свели в
таблицу, в которой: строки – параметры самолета, а столбцы – марки самолетов.
Проанализируем предметную область и составим таблицу признаков:
№
Параметры самолета МС-21100
Б-737-600 ЯК-42Д
А-320
Ту-154М
1
Количество
пассажирских мест
более 150
-
-
-
+
+
2
Крейсерская скорость +
более 800км/ч
+
-
+
+
3
Расход топлива более 2,5т/час
-
+
+
+
4
Ресурс более
50000часов
+
+
-
+
-
5
Цена нового самолета более 25 млн $
+
-
+
-
6
Стоимость летного
часа более 2,5тыс.$
+
+
+
+
-
Построим продукционную модель экспертной системы:
Если количество пассажирских мест не более 150, и крейсерская скорость боле
800км/ч, и расход топлива не более 2,5т/час и, ресурс более 50000часов, и цена
нового самолета не более 25млн$, и стоимость летного часа не более 2,5тыс.$,
то это самолет МС-21-100.
Если количество пассажирских мест не более 150, и крейсерская скорость боле
800км/ч, и расход топлива не более 2,5т/час и, ресурс более 50000часов, и цена
нового самолета более 25млн$, и стоимость летного часа более 2,5тыс.$, то это
самолет Б-737-600.
Если количество пассажирских мест не более 150, и крейсерская скорость не
боле 800км/ч, и расход топлива более 2,5т/час и, ресурс не более 50000часов, и
цена нового самолета не более 25млн$, и стоимость летного часа более 2,5тыс.$,
то это самолет ЯК-42Д.
Если количество пассажирских мест более 150, и крейсерская скорость боле
800км/ч, и расход топлива более 2,5т/час и, ресурс более 50000часов, и цена
нового самолета более 25млн$, и стоимость летного часа более 2,5тыс.$, то это
самолет А-320.
Если количество пассажирских мест более 150, и крейсерская скорость боле
800км/ч, и расход топлива более 2,5т/час и, ресурс не более 50000часов, и цена
нового самолета не более 25млн$, и стоимость летного часа более 2,5тыс.$, то
это самолет Ту-154М.
Лабораторная работа № 2
Создание экспертных систем, основанных на правилах
Цель выполнения работы
Определить понятие экспертной системы, функции экспертной системы,
Описать структуру экспертной системы.
Для начала необходимо получить ответ на вопросы:
1. Что такое база знаний?
2. В чем состоит назначение машины логического вывода?
3. Приведите примеры использования экспертных систем в быту.
Задание 1:
Создать экспертную систему на для идентификации породы собак:
1) Опишите в ней знания о следующих породах собак:
"Английский бульдог":
"короткая шерсть",
"рост 55 см",
"низко посажен хвост",
"хороший характер".
"Гончая":
"короткая шерсть",
"рост 55 см",
"длинные уши",
"хороший характер".
"Дог"
"короткая шерсть",
"низко посажен хвост",
"хороший характер",
"вес 45 кг".
"Коккер-спаниэль":
"длинная шерсть",
"рост 55 см",
"низко посажен хвост",
"длинные уши",
"хороший характер".
"Ирландский сеттер":
"длинная шерсть",
"рост 75 см",
"длинные уши".
"Сенбернар":
"длинная шерсть",
"низко посажен хвост",
"хороший характер",
"вес 45 кг".
2. Опишите правила обработки «свойств» собаки. При этом положительные
и отрицательные ответы пользователя на выбор свойства храните в базе
данных database.
Задание 2:
Модифицируйте базирующуюся на правилах экспертную систему для выбора
породы собаки:
•
•
добавив гипотетическую породу;
напишите продукционное правило для этой породы собаки и включите
правило в программу.
Проверьте программу и убедитесь, что она идентифицирует породу, которую вы
"спроектировали".
Замечание:
Ваши характеристики собаки должны быть комбинацией характеристик уже
существующих в программе, но комбинация должна отличаться от комбинаций
для других пород. Небольшая таблица может помочь вам спроектировать
характеристики породы.
Индивидуальные задания
Вариант 1.
Разработайте экспертную систему идентификации типа транспортного средства
(велосипед, мотоцикл, мотороллер, телега, карета, автобус, грузовик, легковые:
пикап, седан, хэтчбек, кабриолет…).
Вариант 2.
Разработайте экспертную систему «Проведение летнего отдыха» (дома, в саду, в
пешем походе, в местном санатории, на Черном море, на Средиземном море, в
круизе на теплоходе, на горном курорте, в африканских странах и т.д.).
Вариант 3.
Разработайте экспертную систему по выбору принтера для покупки
(матричного, струйного, лазерного).
Вариант 4.
Разработайте экспертную систему «Где поужинать вечером?» (дома, у друзей, в
столовой, в кафе, в ресторане, в клубе).
Вариант 5.
Разработайте экспертную систему по выбору сказочного героя в зависимости от
его внешних признаков, характера.
Вариант 6.
Разработайте экспертную систему покупки квартиры в г. Челябинске (цена,
площадь, престижность района, экологическая ситуация в районе, транспорт,
тип дома и т.д.).
Вариант 7.
Разработайте экспертную систему по идентификации заглавных букв греческого
алфавита.
Вариант 8.
Разработайте экспертную систему по идентификация садовых растений
(огурцы, томаты, лук, яблоня, вишня, смородина, крыжовник и т.д.).
Вариант 9.
Разработайте экспертную систему по идентификации полевых цветов (лютики,
клевер, ромашка и пр.).
Вариант 10.
Разработать экспертную систему определения страны по названным
пользователем цветам, присутствующим на ее флаге.
Вариант 11.
Разработать экспертную систему выбора породы дерева.
Вариант 12.
Разработать экспертную систему выбора домашних животных в зависимости от
их характеристик (предпочтение в еде, вес, рост и пр.).
Вариант 13.
Описать экспертную систему определения неисправностей автомобильного
двигателя.
Вариант 14.
Описать экспертную систему «Справочник врача терапевта».
Вариант 15.
Определение расы человека по заданным характеристикам его внешности
(например, европеоидная раса, монголоидная раса и т.д.).
Вариант 16.
Определение эры (периода) Земли по разнообразию растений и животных на
планете. Например, если среди животных встречаются динозавры, то в данный
момент – эра мезозоя.
Вариант 17.
Определение профессии человека по заданным признакам его работы.
Вариант 18.
Определение темперамента личности по ее проявлениям.
Вариант 19.
Определить наличие вирусов в компьютере по характерным их проявлениям,
если таковые наблюдаются. База знаний содержит сведения о характерных
проявлениях вирусов, определении принадлежности вируса какому-то классу
вирусов, и другие сведения.
Вариант 20.
Определение знака зодиака человека.
Лабораторная работа № 3
Метод экспертных оценок
Цель работы
Изучение качественных методов описания систем. Разработка списка
характеризуемых параметров на основе метода экспертных оценок.
Теоретическая часть
Методы описания систем классифицируются в порядке возрастания
формализованности - от качественных методов, с которыми в основном и связан
был первоначально системный анализ, до количественного системного
моделирования с применением ЭВМ. Разделение методов на качественные и
количественные носит, конечно, условный характер.
В качественных методах основное внимание уделяется организации постановки
задачи, новому этапу ее формализации, формированию вариантов, выбору
подхода к оценке вариантов, использованию опыта человека, его предпочтений,
которые не всегда могут быть выражены в количественных оценках.
Количественные методы связаны с анализом вариантов, с их количественными
характеристиками корректности, точности и т. п. Для постановки задачи эти
методы не имеют средств, почти полностью оставляя осуществление этого этапа
за человеком.
Качественные методы описания систем
Качественные методы системного анализа применяются, когда отсутствуют
описания закономерностей систем в виде аналитических зависимостей.
Методы экспертных оценок являются одними из важных методов сбора
информации, а главное, её анализа, отбора из множества свойств объектов и их
взаимосвязей, существенных для целей проектируемой ИС. С помощью
экспертов получают информацию качественного характера, основанную на
опыте и интуиции специалиста, – эту информацию называют экспертными
оценками.
Все множество проблем, решаемых методами экспертных оценок, делится на
два класса. К первому относятся такие, в отношении которых имеется
достаточное обеспечение информацией. При этом методы опроса и обработки
основываются на использовании принципа «хорошего измерителя», т. е. эксперт
— качественный источник информации; групповое мнение экспертов близко к
истинному решению. Ко второму классу относятся проблемы, в отношении
которых знаний для уверенности в справедливости указанных гипотез
недостаточно. В этом случае экспертов уже нельзя рассматривать как «хороших
измерителей» и необходимо осторожно подходить к обработке результатов
экспертизы во избежание больших ошибок. В литературе в основном
рассматриваются вопросы экспертного оценивания для решения задач первого
класса.
Оcнoвныe этaпы пpoцecca экcпepтнoгo oцeнивaния:
фopмиpoвaниe цeли и зaдaч экcпepтнoгo oцeнивaния;
•
•
•
•
•
•
•
фopмиpoвaниe гpyппы yпpaвлeния и oфopмлeниe peшeния нa пpoвeдeниe
экcпepтнoгo oцeнивaния;
выбop мeтoдa пoлyчeния экcпepтнoй инфopмaции и cпocoбoв ee
oбpaбoтки;
пoдбop экcпepтнoй гpyппы и фopмиpoвaниe пpи нeoбxoдимocти aнкeт
oпpoca;
oпpoc экcпepтoв (экcпepтизa);
oбpaбoткa и aнaлиз peзyльтaтoв экcпepтизы;
интepпpeтaция пoлyчeнныx peзyльтaтoв;
cocтaвлeниe oтчeтa.
Методы экспертных оценок можно разделить на две группы: методы
коллективной работы экспертной группы и методы получения индивидуального
мнения членов экспертной группы.
Методы коллективной работы экспертной группы предполагают получение
общего мнения в ходе совместного обсуждения решаемой проблемы. Иногда
эти методы называют методами прямого получения коллективного мнения.
Основное преимущество этих методов заключается в возможности
разностороннего анализа проблем. Недостатками методов является сложность
процедуры получения информации, сложность формирования группового
мнения по индивидуальным суждениям экспертов, возможность давления
авторитетов в группе.
Методы коллективной работы включают методы "мозговой атаки", "сценариев",
"деловых игр", "совещаний" и "суда".
Методы получения индивидуального мнения членов экспертной группы
основаны на предварительном получении информации от экспертов,
опрашиваемых независимо друг от друга, с последующей обработкой
полученных данных. К этим методам можно отнести методы анкетного опроса,
интервью и методы "Дельфи". Основные преимущества метода
индивидуального экспертного оценивания состоят в их оперативности,
возможности в полной мере использовать индивидуальные способности
эксперта, отсутствии давления со стороны авторитетов и в низких затратах на
экспертизу. Главным их недостатком является высокая степень субъективности
получаемых оценок из-за ограниченности знаний одного эксперта.
Метод "Дельфи", или метод "дельфийского оракула", представляет собой
итеративную процедуру анкетного опроса. При этом соблюдается требование
отсутствия личных контактов между экспертами и обеспечения их полной
информацией по всем результатам оценок после каждого тура опроса с
сохранением анонимности оценок, аргументации и критики.
При использовании экспертных оценок вводится понятие фактора, которым
определяются свойства, характеристики и признаки объектов или взаимосвязи
между ними. Факторы могут быть дискретные и непрерывные. При
формализации экспертных знаний используются различные шкалы: порядковые,
отношений, номинальные.
Вариантами анкетных методов являются метод ранжирования и метод
нормирования Метод ранжирования применяют для упорядочения информации
по какому-то фактору, когда не требуется или невозможно его точное
измерение. В этом методе эксперт присваивает числовые ранги каждому из
приведенных в анкете факторов: 1 - самый важный; 2 - следующий по важности
и т.д. Если проводится анкетирование (для повышения объективности
результатов) нескольких экспертов, то ранжируют факторы по относительной
сумме рангов отдельных экспертов. Для этого вычисляется величина
где
- сумма рангов, присвоенных всеми экспертами фактору с
,
номером j
В методе нормирования каждый эксперт каждому оцениваемому фактору ставит
в соответствие число из промежутка от 0 до 1 Результирующий вес j –го
фактора, определяющий его важность находится по формуле
количество участвующих в опросе экспертов,
фактора на основании оценок i -го эксперта.
, где m –
относительный вес j -го
При обработке материалов коллективной экспертной оценки используются
методы теории ранговой корреляции. Для количественной оценки степени
согласованности мнений экспертов применяется коэффициент конкордации (от
лат. concordare - привести в соответствие, упорядочить)
где
m — количество экспертов, j=
— количество рассматриваемых
свойств,
— место, которое заняло -е свойство в ранжировке j-м
экспертом; di — отклонение суммы рангов по i-му свойству от среднего
арифметического сумм рангов по n свойствам.
Если в полученных ранжировках есть связанные ранги, то коэффициент
конкордации необходимо корректировать. Связанные ранги вводятся в тех
случаях, когда в ранжируемой совокупности некоторые объекты поучили
одинаковые оценки.
Скорректированный коэффициент конкордации вычисляется по формуле:
где Tj – показатель связных рангов в j-ой ранжировке, вычисляемый по формуле:
Hj – число групп равных рангов в j-ой ранжировке, hk – число равных рангов в kой группе связных рангов в ранжировке, полученной от j-го эксперта.
Коэффициент конкордации W позволяет оценить, насколько согласованы между
собой ряды предпочтительности, построенные каждым экспертом. Его значение
находится в пределах0≤W≤1; W=0 означает полную противоположность, а W= 1
—полное совпадение ранжировок. Практически достоверность считается
хорошей, если W= 0,7...0,8.
Небольшое значение коэффициента конкордации, свидетельствующее о слабой
согласованности мнений экспертов, является следствием следующих причин: в
рассматриваемой совокупности экспертов действительно отсутствует общность
мнений; внутри рассматриваемой совокупности экспертов существуют группы с
высокой согласованностью мнений, однако обобщенные мнения таких групп
противоположны.
Ход работы
Реализация алгоритма
Основной функцией программы является функция MainCalculations, которая
производит расчеты.
void MainCalculations()
{
ColNum = StrToInt(MyForm->MyStringGrid->ColCount-4);
RowNum = StrToInt(MyForm->MyStringGrid->RowCount-2);
int (*ExpArray);
ExpArray = new int [ExpRange+10];
int (*IndConcord);
IndConcord = new int [ExpRange+10];
for (i=0;i<ExpRange;i++)
{
ExpArray[i]=0;
IndConcord[i]=0;
}
int Counter, CounterFixed;
Temp=0;
EqualRanges=1;
RangeParameter = 0;
//Tj - показатель связных рангов
for (j=1;j<ColNum+1;j++)
{
for (i=1;i<RowNum+1;i++)
{
ExpArray[i-1] = StrToInt(MyForm->MyStringGrid->Cells[j][i]);
}
Counter = i-1;
CounterFixed = Counter;
while(Counter>0)
{
Temp = ExpArray[CounterFixed-Counter];
for (n=CounterFixed-Counter+1;n<RowNum;n++)
{
if (Temp == ExpArray[n] && ExpArray[n]!=-1 && n!=CounterFixed)
{
EqualRanges++;
ExpArray[n]=-1;
}
}
if (EqualRanges>0)
{
IndConcord[j-1] += (pow(EqualRanges,3)-EqualRanges);
RangeParameter += (pow(EqualRanges,3)-EqualRanges);
}
ExpArray[CounterFixed-Counter] = -1;
EqualRanges = 1;
Counter--;
}
}
MyForm->TEdit->Text = RangeParameter;
delete [] ExpArray;
ExpArray = NULL;
// среднее арифметическое
for (i=1;i<MyForm->MyStringGrid->RowCount-1; i++)
{
for (j=1;j<MyForm->MyStringGrid->ColCount-3; j++)
{
TempRange += StrToFloat(MyForm->MyStringGrid->Cells[j][i]);
AverRange += StrToFloat(MyForm->MyStringGrid->Cells[j][i]);
}
MyForm->MyStringGrid->Cells[MyForm->MyStringGrid->ColCount-3][i] =
FloatToStr(TempRange);
TempRange=0;
}
MyForm->MyStringGrid->Cells[MyForm->MyStringGrid->ColCount-3][MyForm>MyStringGrid->RowCount-1] = FloatToStr(AverRange/StrToFloat(MyForm>MyStringGrid->RowCount-2));
//отклонение от среднего и квадрат
for (i=1;i<MyForm->MyStringGrid->RowCount-1; i++)
{
MyForm->MyStringGrid->Cells[MyForm->MyStringGrid->ColCount-2][i] =
(MyForm->MyStringGrid->Cells[MyForm->MyStringGrid->ColCount-3][i] MyForm->MyStringGrid->Cells[MyForm->MyStringGrid->ColCount-3][MyForm>MyStringGrid->RowCount-1]);
MyForm->MyStringGrid->Cells[MyForm->MyStringGrid->ColCount-1][i] =
pow(StrToFloat(MyForm->MyStringGrid->Cells[MyForm->MyStringGrid>ColCount-2][i]),2);
SumDev += StrToFloat(MyForm->MyStringGrid->Cells[MyForm->MyStringGrid>ColCount-1][i]);
}
MyForm->MyStringGrid->Cells[MyForm->MyStringGrid->ColCount-1][MyForm>MyStringGrid->RowCount-1] = SumDev;
MyForm->ConcordEdit->Text =
((12*SumDev)/(pow(ColNum,2)*(pow(RowNum,3)-RowNum)ColNum*RangeParameter));
//MyForm->ConcordEdit->Text =
((12*SumDev)/(pow(ColNum,2)*(pow(RowNum,3)-RowNum)));
//индивидуальный коэф конкордации
TempRange=0;
AverRange=0;
SumDev=0;
for (j=1; j<MyForm->MyStringGrid->ColCount-3; j++)
{
for (i=1; i<MyForm->MyStringGrid->RowCount-1; i++)
{
TempRange += StrToFloat(MyForm->MyStringGrid->Cells[j][i]);
}
AverRange= TempRange/RowNum;
for (i=1; i<MyForm->MyStringGrid->RowCount-1; i++)
{
SumDev += pow(AverRange - StrToFloat(MyForm->MyStringGrid->Cells[j][i]),2);
}
MyForm->MyStringGrid->Cells[j][MyForm->MyStringGrid->RowCount-1] =
((12*SumDev)/(pow(RowNum,3)-RowNum-IndConcord[j-1]));
TempRange=0; AverRange=0; SumDev=0;
}
delete [] IndConcord;
IndConcord = NULL;
}
Следующая функция является обработчиком клика на кнопке формы
«Вычислить».
void __fastcall TMyForm::MyButtonClick(TObject *Sender)
{
TempRange=0;
AverRange=0;
SumDev=0;
MainCalculations();
}
Интерфейс пользователя
На главном окне приложения находятся четыре текстовых поля: два из них - для
записи количества экспертов и объектов экспертизы, остальные – для вывода
результатов вычисления: коэффициент конкордации и Tj. Чтобы вычислить
коэффициент конкордации необходимо кликнуть на кнопке «Вычислить».
Структурная схема программы
Таблица 1 Основные компоненты приложения
Элемент
управления
Описание
MyForm
ТИС. Лабораторная работа №2. Метод экспертных оценок
ConcordEdit
Текстовое поле для выведения значения коэффициента
конкордации
ExpertEdit
Текстовое поле для введения количества экспертов
ExpertUpDown
Полоса прокрутки для изменения числа экспертов
MyButton
Кнопка, при нажатии которой происходят вычисления и
выводятся результаты
MyStringGrid
Поле для введения оценок и некоторого подсчета
ObjectEdit
Текстовое поле для введения количества объектов экспертизы
ObjectUpDown
Полоса прокрутки для изменения числа объектов экспертизы
TEdit
Текстовое поле для выведения значения Tj
MyMainMenu
Меню
Вывод
В ходе работы были изучены качественные методы описания систем.
Разработан список характеризуемых параметров на основе метода экспертных
оценок. Необходимо подчеркнуть, что во время выполнения задания на
лабораторную работу, был сделан вывод: что результат экспертизы в малой
доле зависит от количества экспертов, большую же долю играет качество
проставляемых оценок.
Лабораторная работа № 4
Определение элементов залегания рудных тел,
построение их проекций и геологических разрезов,
проектирование геологоразведочных выработок и
скважин
Цель работы:
1. Определить элементы залегания пласта: азимуты простирания и падения, угол
падения.
2. Определить нормальную мощность пласта.
3. Определить глубины подсечения кровли пласта скважинами №№ 1, 2 и 3.
4. Выбрать место заложения штольни для отбора технологической пробы
неокисленных руд.
На рисунке показан выход пласта марганцевых руд на поверхность. Мощность
наносов в пределах участка около 0,5 м. Руды окислены до глубины 15 м от
поверхности.
Требуется:
1.
2.
Построить геологический разрез по линии I–I.
Построить продольную вертикальную проекцию пласта.
1 – скважины и их номера; 2 – пласт марганцевых руд; 3 – горизонтали рельефа
поверхности
Указания к выполнению лабораторной работы:
1.
Линии, соединяющие одинаковые абсолютные отметки кровли или почвы
пласта (стратоизогипсы), являются линиями простирания.
Направление, в котором наблюдается уменьшение отметок стратоизогипс пласта,
является направлением его падения.
Для определения угла падения замеряется расстояние между соседними
стратоизогипсами (кровли или почвы) в плане и в масштабе карты по вертикати
откладывается разность их абсолютных отметок. Гипотенуза в прямоугольном
треугольнике,
катетами
которого
являются
расстояние
между
соседними
стратоизогипсами и разность их абсолютных отметок по вертикали, является линией
падения рудного тела. Углом падения является угол между горизонтальной поверхностью
и линией падения рудного тела.
2. Для определения нормальной мощности пласта необходимо определить его
горизонтальную мощность, которой является кратчайшее расстояние между
одноименными стратоизогипсами кровли и подошвы. Зная горизонтальную мощность и
угол падения, графически определяют нормальную мощность.
3. Глубины подсечения кровли пласта скважинами определяются по разности
отметок горизонталей рельефа и стратоизогипс пласта.
4. Выбрать место для заложения штольни можно с учетом взаимоотношений
стратоизогипс пласта, горизонталей рельефа и мощности зоны окисления.
5.
Для построения разреза в масштабе карты по вертикали откладываются
разности отметок горизонталей рельефа. На каждой из них отмечаются точки пересечения
с линией разреза. Соединив эти точки, получим линию пересечения рельефа с плоскостью
разреза. Найдя точку пересечения кровли пласта с линией разреза и зная истинную
мощность и угол падения пласта, нанесем положение пласта на разрез.
6. Для построения продольной вертикальной проекции пласта по вертикали
откладываются разности отметок горизонталей рельефа. На каждой из них отмечаются
точки пересечения с кровлей пласта. Соединив эти точки, получим вертикальную
продольную проекцию линии выхода кровли пласта на поверхность. Затем необходимо
спроектировать на вертикальную продольную проекцию точки пересечения кровли пласта
скважинами и штольней.
Лабораторная работа № 5
Поиски месторождений полезных ископаемых
Цель работы:
1. Определить, какие полезные ископаемые могут быть обнаружены на
данной территории.
2. Установить предпосылки и признаки поисков полезных ископаемых.
Ниже приведены геологические карты и описания рудных районов.
Требуется:
Выделить перспективные площади для поисков определенных полезных
ископаемых.
1. Выбрать и обосновать наиболее эффективные для данных условий
комплексы методов поисков, изложить их методику и
последовательность.
2. Предусмотреть необходимые работы для перспективной оценки
найденных объектов.
Задание № 1
Дана геологическая карта района площадью 50 км2 (рис. 1). В южной части
района установлено наличие карбонатных и глинистых пород, простирающихся
в широтном направлении и падающих на юг.
Рис. 1. Геологическая карта участка.
1 – известняки; 2 – глинистые
сланцы; 3 – мергели; 4 – граниты; 5
– скарнированные породы; 6 –
доломитизированные породы; 7 –
разрывные тектонические
нарушения: а – установленные, б –
предполагаемые; 8 – элементы
залегания пород; обнаруженные в
шлихах минералы: 9 – с
касситеритом, 10 – с вольфрамитом,
11 – с золотом, 12 – с гранатом, 13 –
с магнетитом, 14 – с касситеритом и
вольфрамитом, 15 – с касситеритом,
вольфрамитом и золотом, 16 – с
касситеритом, вольфрамитом, золотом и гранатом, 17 – с баритом, 18 – с
пиритом, 19 – с галенитом
Северная часть территории сложена гранитами. В центральной части
установлен разлом, проходящий в меридиональном направлении. Вблизи
контакта гранитов и известняков породы сканированы. На отдельных участках
карбонатные породы доломитизированы. С севера на юг рельеф понижается.
Территория дренируется рекой, текущей в южном направлении; с запада и
востока в нее впадают многочисленные притоки. Коренные породы прикрыты
рыхлыми отложениями мощностью от 0,5 до 10 м.
В шлиховых пробах обнаружено значительное количество касситерита,
вольфрамита, золота, пирита, галенита, граната, магнетита, барита.
Задание № 2
На рисунке 2 показаны результаты литогеохимического опробования на свинец
площади, закрытой элювиально-делювиальными отложениями мощностью 2–10
м. В северо-восточной, наиболее возвышенной части участка обнажаются
известняки, местами доломитизированные.
Рис. 2. Карта геохимических поисков.
1 – рыхлые элювиально-делювиальные
отложения; 2 – известняки; 3 –
доломитизированные известняки; 4 –
места отбора литогеохимических проб и
содержание в них свинца в %
Задание а № 3
Участок площадью 50 км сложен
ультраосновными породами: дунитами и
перидотитами, а также габбро; в северозападной части располагаются более
молодые граниты, а в юго-западной –
породы флишевой. фации,
представленные переслаивающимися
глинистыми сланцами и песчаниками. В центральной части участка проходит
разлом северо-восточного направления. В отдельных участках и особенно
вблизи разлома ультраосновные породы серпентинизированы; в элювиальноделювиальных и аллювиальных отложениях встречены обломки пород с
хромитом и хризотил-асбестом (рис. 3). Мощность рыхлых отложений 3–5 м, а в
некоторых местах до 10 м.
Рис. 3. Геологическая карта участка. 1 –
песчано-глинистые отложения; 2 – дуниты и
перидотиты; 3 – габбро; 4 – серпентиниты; 5
– граниты; 6 – находки хромита; 7 – находки
хризотил-асбеста; 8 – разлом
Задание № 4
На рисунке 4 показаны результаты
геологической съемки, сопровождаемой
шлиховы
м
опробова
нием
речных
отложени
й одного из районов севера Сибирской
платформы.
Рис. 4. Геологическая карта площади
поисков.
1 – современные аллювиальные отложения; 2
– юрские песчано-глинистые отложения; 3 –
пермские песчано-глинистые отложения; 4 –
карбонатные отложения венда и кембрия; 5 –
траппы; 6 – места находок алмазов; места
находок пиропа: 7 – 1–10 знаков, 8 – 11–50
знаков, 9 – более 50 знаков
Задание №5
Во время строительства дороги в районе пункта 5 (рис. 5) в моренных
отложениях на глубине 2 м найден валун бурого железняка. В нем обнаружены
реликты сульфидов, среди которых установлены пирротин, халькопирит и
пентландит.
В дорожной выемке (пункт 1) найден валун оливинитов, содержащий
вкрапленность пирротина, марказита, халькопирита и пентландита.
Вкрапленность сульфидов ориентирована в виде вытянутых цепочек и струй.
Суммарное содержание сульфидов 10–20 %.
В пунктах 2–5 на коренных породах наблюдаются отчетливо выраженные
ледниковые борозды, имеющие следующие азимуты направления: п. 2 = 130°,
п.3 = 160°, п.4=135°. п.5=170°.
Вся территория покрыта ледниковыми отложениями мощностью до 30 м.
Рис. 5. Схематическая геологическая карта.
1 – оливиниты: 2 – пироксениты; 3 – габбро-нориты; 4 – архейские гнейсы; 5 –
микроклиновые граниты: 6 – нерасчлененные нижнепалеозойские отложения,
залегающие трансгрессивно: 7 – контакты между породами (установленные и
предполагаемые)
Задание № 6
В процессе геологической съемки в приплотиковых частях речных долин
установлено различное содержание касситерита. Касситерит очень мелкий,
размер зерен обычно не превышает 1 мм. Цвет касситерита буровато-желтый.
Мощность наносов, перекрывающих коренные породы, не превышает 2–5 м.
Геологическое строение и результаты шлиховой съемки показаны на рисунке 6.
Рис. 6. Схематическая геологическая карта.
1 – филлитовые сланцы (средний палеозой);
2 – глинистые сланцы с прослоями
песчаников (мезозой); 3 – гранодиориты
(киммерийские); 4 – зона разлома с
проявлением гидротермальной
минерализации; содержание касситерита в
шлихах: 5 – пусто, 6 – знаки, 7 – от единиц
до 100 г/м3, 8 – от 100 до 500 г/м3, 9 – более
500 г/м3
Задание № 7
На площади около 300 км2 проведена геологическая съемка в масштабе
1:100000 (рис. 7). Установлено, что большая часть этой территории сложена
туфогенными породами раннетриасового возраста. В юго-восточной части
участка располагаются пермские отложения; контакт пермских и триасовых
отложений тектонический. Среди туфогенных отложений располагаются
пластовые и секущие тела долеритов. Рельеф местности пологохолмистый,
лишь места, сложенные долеритами, возвышаются на 200–250 м над
площадями, сложенными туфогенными образованиями.
Аэромагнитной съемкой в северо-западной части участка оконтурена магнитная
аномалия, линейно вытянутая в северо-восточном направлении; место
указанной аномалии отчетливо дешифрируется по аэрофотоснимкам. При
предварительной проверке аномалии установлено, что она вызвана дайками
долеритов, залегающими почти вертикально; по отношению друг к другу дайки
располагаются кулисообразно; мощность даек колеблется от 1 до 20 м, а
протяженность отдельных кулис достигает 300 м; общая протяженность зоны
около 20 км.
Рис. 7. Схематическая геологическая карта.
1 – песчаники и аргиллиты пермского
возраста; 2 – туфогенные отложения
раннего триаса; 3 – интрузии долеритов; 4
– дайки долеритов; 5 – разрывные
тектонические нарушения: а –
предполагаемые, б – установленные; 6 –
места, где установлено гидротермальное
изменение пород; места находок: 7 –
кристаллов (или обломков кристаллов)
кальцита, 8 – магнетита, 9 – цеолитов
(десмин, гейландит и др.), 10 – анальцима,
11 – халцедона или кварца
Зона отчетливо выражена в микрорельефе
– она в виде гряды высотой 2–4 м
прослеживается почти по всей длине. В
центральной части участка отмечен ряд прямолинейных и полукольцевых
разрывных нарушений. В береговых обнажениях рек в ряде мест обнаружены
выходы гидротермально измененных (карбонатизированных,
хлоритизированных или цеолитизированных) трещиноватых туфов. В
элювиально-делювиальных и аллювиальных отложениях устанавливаются
обломки кристаллов магнетита, цеолитов, анальцима, халцедона, кварца и
кальцита (см. рис. 8).
Задание №8
На площади 3×4 км выполнена геологическая съемка в масштабе 1:25000 (рис.
8). При этом установлено, что северная часть территории сложена пористыми
известняками девонского возраста. К югу известняки перекрываются
глинистыми сланцами и песчаниками. Указанные породы смяты в складки.
В восточной части через весь участок проходит разлом меридионального
простирания. Породы, располагающиеся западнее этого нарушения, опущены
примерно на 200 м. Вблизи разлома известняки значительно окварцованы. Во
многих местах отмечены разрывные нарушения (сбросы) меридионального и
северо-восточного простирания. Амплитуда перемещения по этим нарушениям
не превышает первых десятков метров. Рельеф местности среднегорный.
У северной кромки описываемой площади в направлении с востока на запад
протекает река Бурная, имеющая два значительных южных притока. Последние,
в свою очередь, имеют по несколько притоков – ручьев. Превышение южной
возвышенной части над урезом основной реки достигает 600 м. Мощность
рыхлых отложений на водоразделах и на
склонах долин рек менее 3 м.
Шлиховым опробованием в аллювии
левых притоков реки обнаружено
значительное количество киновари и
золота.
Рис. 8. Геологическая карта.
1 – известняки: 2 – окварцованные
известняки; 3 – глинистые сланцы; 4 –
песчаники; 5 – разрывные нарушения: а –
установленные, б – предполагаемые; 6 –
киноварь в шлихах; 7 – золото в шлихах;
8 – направление и угол падения пород
Задание № 9
Необходимо произвести поиски строительных песчано-гравийных материалов
для реконструкции шоссе. В распоряжении поисковой партии имеется
геоморфологическая карта одного из участков района работ (рис. 9).
Рис. 9. Геоморфологическая карта участка
поисков на песчано-гравийные дорожные
строительные материалы.
1 – болотно-равнинный рельеф; 2 –
пойменный; 3 – волнистый; 4 – грядовый;
5 – сопочный; 6 – слабовсхолмленный
По заданию заказчика следует выявить
месторождения с запасами сырья не менее
1 млн т; продуктивная толща должна
залегать выше зеркала грунтовых вод и
иметь мощность не менее 1 м при
коэффициенте вскрыши не более 1.
Допустимое удаление месторождения от
трассы дороги 5 км.
Задание № 10
Подлежащая исследованию территория представляет собой горный массив
площадью 3 км, резко возвышающийся над мелкосопочной степью.
На севере, востоке и юге располагаются граниты и различные гранитоиды. Эти
породы слагают единую крупную интрузию, внедрившуюся в осадочноэффузивную толщу пород силура и девона. Вблизи контактов осадочные
породы превращены в кварц-полевошпатовые роговики, обогащенные
мусковитом и андалузитом. В западной и юго-западной частях территории
располагаются гряды меловых галечников и конгломератов (рис. 10).
Участок сложен в основном продуктами гидротермального изменения кислых
изверженных пород – вторичными кварцитами. Последние представлены здесь
серицитовыми и серицит-андалузитовыми разностями. Первые образовались за
счет гранодиорит-порфиров, а вторые – из эффузивных порфиров.
Серицитовые вторичные кварциты, слагающие положительные части рельефа,
состоят в основном из кварца и серицита и густо пронизаны мельчайшими
кварцевыми жилами. Серицит-андалузитовые кварциты имеют тот же состав, но
содержат еще андалузит, иногда диаспор, корунд, пирофиллит, алунит, барит и
топаз.
К выходам серицитовых кварцитов
приурочены редкие вкрапленники
лимонита, малахита, азурита и ярозита.
Коренные породы обнажены или покрыты
рыхлыми отложениями, мощность которых
не превышает 1,5 м.
Рис. 10. Геологическая карта участка.
1 – граниты; 2 – гранодиорит-порфиры; 3 –
гранодиориты; 4 – серицитовые кварциты;
5 – эффузивные порфиры; 6 – серицитандалузитовые кварциты; 7 – песчаники и
сланцы; 8 – диабазы и диабазовые
порфириты; 9 – галечники и конгломераты
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа