[Павлов Д.С.] <Математический алгоритм построения геологических разрезов> [оглавление]

ГЛАВА 1. ИЗУЧЕННОСТЬ ВОПРОСА

Сфера применения математики в геологических исследованиях расширятся с каждым годом. Повышенный интерес к математическим методам связан с необходимостью обобщать и анализировать фактический материал, накопленный в результате многолетних исследований. Этому способствует также бурное развитие средств вычислительной техники, позволяющей хранить, извлекать, передавать и обрабатывать большие объемы информации. Предполагается, что применение компьютерных технологий в обозримом будущем обусловит переход геологи на качественно новый уровень. В связи с этим необходимы знания и навыки, позволяющие геологу правильно сформулировать задачу, оценить возможности предлагаемых способов ее решения и грамотно интерпретировать результаты.

Между тем в большинстве книг и учебников (Девис, 1990, Бондаренко, 1970, Вистелиус, 1980, Каждан, Гуськов, 1990 и др.), посвященных математическим методам в геологии, обычно рассматривается только статистический анализ данных, что резко сужает сферу применения математики для решения геологических задач. Кроме того, предлагаемые в них способы решения ориентированы на применение статистических таблиц и ручной счет. В настоящее время, при наличии доступных и простых в использовании персональных компьютеров, это, по мнению автора, явный архаизм.

Математическое решение практических задач в геологии из потока несвязанных друг с другом исследований еще в начале двадцатых годов прошлого столетия превратилось в определенное научное направление, названное математизацией геологии. В конце тридцатых оно стало перерастать в самостоятельную науку, для которой до сих пор предлагаются различные термины: аналитическая геология, теоретическая геология, статистическая геология, геостатистика, геоматематика, математическая геология и др.

Суть математизации геологии заключается в записи геологических высказываний в терминах и символах математики и вычислении различных показателей, предназначенных служить основаниями для интерпретации этих записей (Геология и математика, 1967). Термин <аналитическая геология> подразумевает анализ в геологии, но какой он - математический, химический, логический или еще какой - неизвестно. Поэтому термин недостаточно определен. Под теоретической геологией чаще всего понимают философский анализ геологических проблем (Круть, 1973). Однако странная получатся ситуация - геологических теорий нет, но есть теоретическая геология? Термин <статистическая геология> имеет больше прав на существование, хотя бы потому, что подавляющее число работ по математизации посвящено как раз статистической геологии (Девис, 1990, Бондаренко, 1970, Вистелиус и др). Но, останавливаясь лишь на статистике, мы ограничиваем сферу применения математических методов в геологии.

Термин <математическая геология> означает использование в геологии методов не одной только теории вероятностей, но и многих других математических наук - геометрии, алгебры, теории множеств, топологии и т.п. (Шарапов, 1971) По мнению автора, данный термин является наиболее подходящим, дающим представление об области применения математических методов при решении геологических задач.

Поскольку данная работа посвящена проблеме формализации процедуры построения геологических разрезов, то есть структурных построений, для которых основной базой является геометрия геологических структур, следует рассмотреть применение математических методов при решении структурно-геологических задач.

Как уже упоминалось, подавляющее число работ посвящено вопросам статистической обработки геологических данных. Среди них можно особо отметить двухтомник <Статистический анализ данных в геологии> (Дж.С.Девис), в котором материал хорошо систематизирован и достаточно полно раскрывает возможности применения статистики и некоторых смежных ее дисциплин в геологии.

Что касается геометрического моделирования с применением ПК в структурной геологии, здесь следует сказать, что в целом данное направление развито слабо. Как правило, большинство работ (Epard, Groshong, 1993, Fernandez, Munoz, Arbues, 2003, Homza, Wallace, 1998 и др.) представляют собой описание того, как производились те или иные структурные построения для какого-либо конкретного геологического объекта. Не наблюдается какого-либо единого подхода к построению, единой отправной базы понятий.

За рубежом существуют отдельные группы специалистов, которые занимаются разработкой прикладных программ для решения структурно-геологических задач. Среди них можно выделить Schlumberger, Midland Valley и Cognisers Development.

Среди немногочисленных источников, где уделяется внимание базовым концепциям геометрического моделирования в геологии, следует отметить работы А.Н.Петрова и сотрудников возглавляемой им лаборатории, работающих при ДВО РАН. Они занимаются различными аспектами тектоники и структурной геологии. При этом применяют в повседневной исследовательской деятельности вычислительные возможности персональных компьютеров, что заставляет их формализовать свои задачи. Как следствие, появляются работы, посвященные вопросам применения математических методов.

Также автору удалось познакомиться с замечательной книгой <3Dimensional Structural Geology>, написанной Ричардом Грошонгом. Можно сказать, что она представляет собой учебник, в котором изложен материал по широчайшему спектру вопросов структурной геологии. Причем, все данные для различных методик сводятся к единой трехмерной координатной форме, что делает возможным комбинирование различных приемов геометрических построений и создание эквивалентных им аналитических выражений.

Книг, посвященных теме данной работы напрямую, не существует. Разрозненные идеи из многих источников, в том числе и абсолютно не относящихся к геологии, и натолкнули автора на мысль о необходимости создания некоей единой основы для структурно-геологических построений.

[назад] [оглавление] [далее]