Geochemical software

Наука всегда оказывается не права. Она никогда не решит вопроса, не поставив при этом десятка новых.

Б. Шоу

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:

Cтруктурная схема PetroExplorer v.3.2

Структурная схема PetroExplorer v.3.2

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.