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.