Geochemical software

Наука - океан, открытый как для ладьи, так и для фрегата. Один перевозит по нему слитки золота, другой ловит в нем сельдей.

Э. Бульвер

Справочные материалы PetroExplorer v.3.2

Обзор программы PetroExplorer v.3.2

Программа PetroExplorer предназначена для создания и хранения информационно-аналитических массивов геохимических данных. Это средство для удобного хранения разнородной информации, а также для ее систематизации и классификации в процессе решения конкретных задач. Программа не обладает диагностическими функциями, с ее помощью нельзя определить неизвестный минерал или горную породу. Однако с помощью PetroExplorer можно более точно и детальнее классифицировать геохимическую принадлежность минералов и пород, рассчитать их систематизирующие параметры и на основе полученных данных определить условия и модель их происхождения. Грамотно построенный, правильно систематизированный и постоянно пополняемый информационно-аналитический массив часто является залогом успешных многолетних исследований.

Главными задачами, решаемыми с помощью PetroExplorer, являются:

  • Сбор, хранение, систематизация и оптимизация аналитического материала в виде электронных баз данных.
  • Использование массивов аналитической информации для расчетов геохимических и петрогенетических параметров исследуемых геологических объектов с помощью апробированных и общепринятых математических алгоритмов.
  • Подготовка аналитических и расчетных данных для публикации и составления отчетных материалов.

Основными функциями программы являются возможность хранить в базе данных и рассчитывать химические анализы минералов пяти породообразующих минеральных групп - гранатов, амфиболов, пироксенов, полевых шпатов и слюд, химические анализы горных пород, а также анализы других минералов, которые можно рассчитывать на заданное количество атомов кислорода или катионов. На основе химических анализов минералов рассчитываются их кристаллохимические формулы и производится химическая классификация. Химические анализы пород рассчитываются на нормативные минералы по методу CIPW и кроме того одновременно вычисляются различные литохимические модули. Результаты расчетов каждого анализа также сохраняются в базе данных. Основным интегрирующим объектом является образец горной породы, который отбирается в процессе полевых исследований и который служит источником аналитических проб, взятых на различные виды анализов. Таким образом из одного образца могут быть получены десятки и даже сотни наборов аналитических данных под различными кодовыми номерами. Привязка всех этих наборов данных к одному образцу, из которого они были получены, делает процесс систематизации данных более осмысленным и логичным. Химические составы пород и минералов, а также рассчитанные на основе результатов химических анализов миналы и параметры могут выносится на различные треугольные и двумерные диаграммы, как стандартные, так и определяемые самим пользователем. Кроме того, программа позволяет рассчитывать термодинамические параметры (температуру и давление условий образования) различных минеральных парагенезисов

Являясь программным модулем создания и управления специализированными базами данных, PetroExplorer имеет несколько уровней структурирования и обработки данных, которые схематично можно изобразить следующим образом:

Уровень объектов определяется создаваемыми программой базами данных. Объектами могут являться либо природные геологические объекты, для которых создается информационно-аналитический массив (структурные зоны, складчатые пояса, литолого-стратиграфические подразделения, интрузивные массивы и т.п.), либо определенная площадь, на которой производилось опробование (площадь съемки, месторождение, геохимическая провинция и т.п.), либо тематическая подборка аналитических данных, собранная из различных источников, в т.ч. и из литературных. На этом уровне возможно перемещение структурированных до уровня образцов аналитических данных из одной базы в другую, а также объединение их в новой базе данных.

Более низкий уровень структурированных данных в пределах одной базы данных называется уровнем образцов. Что такое образец? На практике в процессе полевых работ отбираются фрагменты горных пород - образцы, которые в дальнейшем служат материалом для различных видов анализов, в том числе геохимических. Это могут быть анализы химического состава горных пород, из которых состоят эти образцы, а также химические составы минералов, слагающие те или иные породы. Таким образом образец это совокупность анализов горных пород и минералов, объединенных общим источником происхождения. Кроме набора анализов образец характеризуется еще географической привязкой его места отбора, в т.ч. с помощью GPS-координат, а также общим описанием. Однако эти характеристики по желанию пользователя позволяют объединять в качестве образца любые тематические подборки анализов. Например, анализы пород и минералов из одной точки наблюдения, анализы однотипных пород, либо анализы минералов из пород определенного типа и т.д. Географическая привязка образцов не является необходимым условием для их выделения, таким образом пользователь может в качестве образцов создавать любые тематические выборки аналитических данных.

На уровне образцов анализы пород и минералов можно перемещать и копировать из одного образца в другой. Также на уровне образцов можно определять минеральные парагенезисы для дальнейших термодинамических расчетов при помощи термо-барометрических сенсоров. В случае реального единого источника аналитических данных образца выделение таких парагенезисов будет естественно корректным. В случае разнородных тематических выборок анализов корректность выделения таких парагенезисов определяется пользователем.

GPS-координаты географической привязки образцов могут быть экспортированы в wpt-файлы для использования ГИС-приложениями.

Базовым уровнем аналитических данных в PetroExplorer является уровень химических анализов. Именно на этом уровне происходит заполнение базы данных первичной информацией, поступающей из различных источников. Это могут быть данные лабораторных исследований вещественного состава горных пород и минералов, другие базы данных, в которых содержится конкретная аналитическая информация, а также опубликованные в литературных источниках химические анализы горных пород и минералов. Эти первичные данные являются исходными для большинства расчетов, производимых программой а также графических представлений, получаемых с ее помощью.

В общем аналитические данные подразделяются на два типа: химические анализы горных пород и химические анализы минералов. В свою очередь химические анализы минералов подразделяются еще на несколько групп: химические анализы главных породообразующих минералов - гранатов, пироксенов, амфиболов, полевых шпатов и слюд. Кроме того, существует универсальная группа произвольных минералов, к которым относятся анализы минералов не входящих в группы породообразующих. Для каждого типа и группы анализов предназначен свой расчетный модуль и свои алгоритмы расчета различных параметров.

В соответствии с описанной выше схемой, структура пользовательских баз данных, создаваемых и использующихся программой PetroExplorer является двухуровневой. Данные (как первичные, так и вычисляемые) хранятся в виде двух связанных друг с другом таблиц - таблицы Samples (Образцы) и таблицы Composition (Анализы). Таблица Samples содержит 10 полей, таблица Composition – 167 полей. Результаты графических представлений можно сохранять в виде графических файлов. Кроме того в состав программы включена сервисная база данных Service.mdb, которая устанавливается в директорию программы вместе с другими компонентами. В этой базе данных хранятся параметры шаблонов диаграмм и расчетных скриптов. Эта база данных является компонентом программы и может изменяться и дополнятся пользователем посредством интерфейса программы.

Таким образом, программа PetroExplorer может быть актуальна для специалистов в области наук о Земле самого различного профиля. Эта программа может оказаться полезной на всех этапах обработки аналитических данных - от этапа составления кадастра образцов по данным дневниковых записей или по журналу образцов до этапа подготовки аналитических данных к публикации. Подготовленные с помощью программы массивы геохимических данных могут быть использованы для создания различного рода геоинформационных систем.

Для расчета формульных коэффициентов и классификации минералов в программе используются алгоритмы, одобренные Комиссией по новым минералам и названиям минералов Международной минералогической ассоциации (КНМНМ ММА).

Для пересчетов химических анализов пород используются метод нормативного пересчета составов пород в редакции Курта Холлочера а также другие оригинальные методики, изложенные в литературных источниках и Интернет-публикациях.

Для расчета термодинамических параметров использованы алгоритмы, применяющиеся в термодинамических программах TPF и GeoPath Института экспериментальной минералогии РАН, а также опубликованные за последние годы в различных литературных источниках.

Программа разрабатывается в Институте минералогии УрО РАН, как методологическое и инструментальное дополнение к многолетним исследованиям автора геологии и вещественного состава Ильменогорского метаморфического комплекса.

Программа распространяется свободно и бесплатно на принципах FreeWare лицензии

Системные требования: Платформа: MS Windows XP, MS Windows 7-8 (32-битная и 64-битная версии). Для установки и работы программе требуются: MS NET Framework v.2.0 или выше.

Язык интерфейса: Русский, английский

Для более гибкого управления базами данных, создаваемых программой PetroExplorer желательно установить на компьютер систему баз данных MS Access последних версий, хотя PetroExplorer может работать и без нее.

От автора
Все отзывы и замечания пользователей по работе с программой и замеченных ошибках и неточностей будут приниматься с благодарностью и учитываться и исправляться по мере сил и возможностей.