Математики нашли золото
Российским математикам и геофизикам удалось в разы повысить эффективность электромагнитного метода разведки рудных месторождений.
Работа опубликована в одном из самых авторитетных научных изданий в области вычислительной геофизики.
Метод электромагнитной разведки рудных месторождений с управляемым монохроматическим источником (CSEM) был создан в середине прошлого века. Через заземленные электроды в землю подавали осциллирующий электрический ток и измеряли электромагнитное поле на поверхности. Измеряемое электромагнитное поле зависит от распределения электропроводности под участком работ.
Решая обратную задачу, можно выявить зоны повышенной проводимости, связанные со скоплением металлосодержащей руды. Правда, широкому применению метода мешает то, что расчет результатов измерений по CSEM требует огромных вычислительных ресурсов.
Но теперь ситуация изменилась: в лаборатории прикладной вычислительной геофизики МФТИ под руководством Михаила Жданова удалось создать численный метод, который делает задачу доступной для решения на современных суперкомпьютерах.
«Для решения обратной задачи необходимо сотни тысяч раз рассчитывать электромагнитное поле от заданных электрических токов,- рассказывает один из авторов работы Михаил Маловичко, научный сотрудник лаборатории прикладной вычислительной геофизики МФТИ, и научный сотрудник Сколтеха. - Мы предложили новый численный метод, позволяющий кратно ускорить решение прямой задачи на переменном токе».
Однако, чтобы применять подобный алгоритм на практике, его необходимо верифицировать с помощью точных данных о каком-либо конкретном месторождении, полученных при помощи самого дорогостоящего, что есть в геологоразведке, - разведывательного бурения.
Такие данные удалось найти на золоторудном месторождении Сухой Лог в Иркутской области. Открытое в 1960-е годы, оно считается одним из крупнейших в мире, однако концентрация драгоценного металла в горной породе там сравнительно невелика. Поэтому Сухой Лог был подробнейшим образом изучен - чтобы вести добычу только там, где она максимально эффективна.
«Советская геология в свое время потратила огромные деньги, которые, впрочем, тогда никто не считал, на бурение около 800 разведскважин, - рассказывает один из авторов исследования, Андрей Тарасов, доцент кафедры геофизики СПбГУ. -Поэтому сегодня Сухой Лог представляет собой идеальный полигон для тестирования различных разработок в области геологоразведки и сравнения результатов с имеющимися точными данными».
Обработка этих массивов информации позволила создать детальную трехмерную модель месторождения и протестировать созданный алгоритм решения обратной задачи метода CSEM. Наличие такой модели позволяет обойтись минимальным количеством поисково-разведочных скважин, которые теперь могут понадобиться исключительно для выборочной перепроверки уже имеющихся результатов.
Разработанный российскими учеными метод применим и на месторождениях других типов - медно-никелевых, медно-колчеданных и полиметаллических (свинцово-цинковых) руд.
