Математические методы анализа вариаций состава метасоматических образований

Задачей геохимических исследований является изучение химического состава природных объектов и законов совместной миграции в них химических элементов. Последняя проблема является наиболее сложной и в то же время важной, поскольку без ее решения невозможно объяснить механизм локализации рудных элементов, а следовательно, и обоснованно прогнозировать участки с их промышленными концентрациями.

Специфичность поведения каждого элемента, связанная с особенностями строения его атома, и в то же время наличие согласованности изменений концентраций элементов в ходе любого эндогенного процесса в настоящее время не вызывают сомнений. С момента зарождения геохимии и до настоящего времени предпринимаются попытки объяснить поведение элементов их положением в периодической таблице. В результате этих исследований удалось разработать целый ряд важных для геохимии классификаций элементов, однако для понимания многих особенностей миграции элементов в различных природных системах их оказывается явно недостаточно. Причиной этого является тот известный факт, что поведение каждого химического элемента в многокомпонентной системе определяется не только, а может быть, и не столько его собственными свойствами, сколько свойствами взаимодействующих с ними элементов, т. е. общим составом системы. Поэтому закономерности поведения элементов в системах разного состава и механизма образования требуют отдельного изучения. Однако такое изучение сопряжено со значительными сложностями, обусловленными многокомпонентностью систем. Пути преодоления этих сложностей в петрологии и геохимии исторически связаны с поисками минимального числа геохимических параметров, необходимых для характеристики вариаций состава изучаемой системы, и с разработкой методов оптимального графического изображения составов на одной или нескольких плоскостях (или треугольниках составов), в которых за оси (вершины) приняты выбранные параметры. Исследование образований на таких диаграммах позволяет в принципе классифицировать эти образования по составу и закономерностям его изменчивости. Однако все существующие в настоящее время методы петрохимических пересчетов и графического изображения составов имеют следующий недостаток. Выбор наилучших параметров или отбрасывание компонентов, несущественных при анализе изменчивости, осуществляются интуитивно, на основе обобщения опыта исследователя, предлагающего конкретный метод. Поэтому в общем случае оказывается невозможным доказать оптимальность выбранных параметров и координат для построения диаграмм составов, а также количественно оценить возможные погрешности, связанные с потерей информации при использовании этих параметров.

Строгое решение указанной проблемы требует применения математических методов. Для обоснования математического аппарата, адекватного задаче изучения геохимической изменчивости природных образований, необходимо прежде всего уточнить формулировку этой задачи.