natureПриродопользованиеNature Management2079-3928Институт природопользования НАН Беларусиnature-170Research ArticleГЕОЛОГИЯ. ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕGEOLOGY. MINERALSТрехмерное моделирование строения продуктивной толщи и подсчет запасов ленточных глин месторождения «Гайдуковка» с применением геоинформацион- ных технологийThree-dimensional modeling of the structure of the productive stratum and calculation of reserves of ribbon clays of the Gaidukovka deposit using geoinformation technologiesЯкушевА. А.YakushevA. A.

Андрей Александрович Якушев, студент 4 курса

220030; пр. Независимости, 4; Минск

Andrey A. Yakushev, 4th year student

220030; 4, Nezavisimosti Ave; Minsk

andryusha.yakushev.2004@gmail.comКиндеевА. Л.KindeevA. L.

Аркадий Леонидович Киндеев, кандидат географических наук, старший преподаватель

220030; пр. Независимости, 4; Минск

Arkady L. Kindeev, Ph. D. (Geography), Senior lecturer

220030; 4, Nezavisimosti Ave.; Minsk

klarkhun@gmail.comБелорусский государственный университетБеларусьBelarusian State UniversityBelarus20260708202601192203Copyright © Якушев А.А., Киндеев А.Л., 20262026Якушев А.А., Киндеев А.Л.Yakushev A.A., Kindeev A.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nature-journal.by/jour/article/view/170

   В настоящей статье рассмотрены возможности применения геоинформационных технологий для трехмерного моделирования геологического строения и подсчета запасов месторождений ленточных глин. Исследование выполнено на примере участка месторождения «Гайдуковка» Минского района Минской области площадью 5,76 км2. На основе анализа архивных материалов бурения, составляющих 195 скважин, и топографических планов сформирована пространственно привязанная база геологических данных с детальностью изучения 29 538,46 м2 на одну скважину. Выполнено построение цифровых моделей рельефа, кровли и подошвы глинистого пласта в среде ArcGIS Pro с использованием модуля 3D Analyst. Для оценки объемов полезного ископаемого и вскрышных пород применен метод разности поверхностей на основе TIN-моделей. Получены количественные оценки геометрических объемов глинистой толщи и вскрыши, проанализированы особенности их пространственного распределения и соотношения. Показана возможность использования трехмерного ГИС-моделирования не только для оценки прогнозных запасов, но и для анализа фактической добычи и контроля разработки месторождения. Применение метода разности поверхностей позволило определить суммарный геометрический объем глинистой толщи в пределах полигона горного отвода, который составил 65,44 млн м3, а также объем вскрышных пород – 23,0 млн м3. Соотношение указанных показателей свидетельствует о благоприятных горно-геологических условиях разработки месторождения. Результаты исследования подтверждают эффективность применения ГИС-платформ для решения задач предварительной и оперативной оценки запасов неметаллических полезных ископаемых и могут быть использованы в проектных, научных и образовательных целях. Предложенная методика может быть рекомендована для использования в проектно-изыскательских работах, при планировании разработки месторождений общераспространенных полезных ископаемых, а также в учебных и научных целях как пример интеграции современных ГИС-технологий в практику геологии и горных наук.

   This article discusses the possibilities of using geoinformation technologies for three-dimensional modeling of the geological structure and calculating reserves of belt clay deposits. The study was carried out using the example of the site of the Haidukovka deposit in the Minsk region of the Minsk region, with an area of 5.76 km2. Based on the analysis of archival drilling materials comprising 195 wells and topographic plans, a spatially linked database of geological data was formed, with a study detail of 29,538.46 m2 per well. Digital models of the relief, roof, and bottom of the clay formation were built in the ArcGIS Pro environment using the 3D Analyst module. The surface difference method based on TIN models was used to estimate the volume of minerals and overburden. Quantitative estimates of the geometric volumes of clay strata and overburden have been obtained, and the features of their spatial distribution and ratios have been analyzed. The possibility of using three-dimensional GIS modeling is shown not only for estimating forecast reserves, but also for analyzing actual production and monitoring field development. The application of the surface difference method made it possible to determine the total geometric volume of clay strata within the landfill of the mining allotment, which amounted to 65.44 million m3, as well as the volume of overburden rocks – 23.0 million m3. The ratio of these indicators indicates favorable mining and geological conditions for the development of the deposit. The results of the study confirm the effectiveness of GIS platforms for solving the tasks of preliminary and operational assessment of non-metallic mineral reserves and can be used for design, scientific and educational purposes. The proposed methodology can be recommended for use in design and survey work, in planning the development of deposits of common minerals, as well as for educational and scientific purposes as an example of the integration of modern GIS technologies into the practice of geology and mining sciences.

геоинформационные системытрехмерное моделированиеTIN-модельцифровая модель рельефаобъемный анализнедропользованиегорно-геологические информационные системыgeoinformation systemsthree-dimensional modelingTIN-modeldigital relief modelvolumetric analysissubsurface usemining and geological information systemsReferencesМитюнина, И. Ю. Особенности технологии 3D-моделирования в горно-геологических информационных системах / И. Ю. Митюнина // Горно-геологические информационные системы / под ред. д-ра техн. наук, проф. В. И. Костицына. – Мн., 2018. – С. 217-222.Mityunina I. Yu. Osobennosti tekhnologii 3D-modelirovaniya v gorno-geologicheskikh informatsionnykh sistemakh [Features of 3D modeling technology in mining and geological information systems]. Gorno-geologicheskie informatsionnye sistemy [Mining and Geological Information Systems]. Kostitsyn V. I. (ed.). Minsk, 2018, pp. 217–222. (in Russian)Sides, E. J. Geological modelling of mineral deposits for prediction in mining / E. J. Sides // Geologische Rundschau. – 1997. – Vol. 86, № 2. – P. 342–353.Sides E. J. Geological modelling of mineral deposits for prediction in mining. Geologische Rundschau, 1997, vol. 86, no. 2, pp. 342–353.Liu, Y. Developments in quantitative assessment and modeling of mineral resource potential : an overview / Y. Liu, E. J. M. Carranza, Q. Xia // Natural Resources Research. – 2022. – Т. 31, №. 4. – С. 1825–1840.Liu Y., Carranza E. J. M., Xia Q. Developments in quantitative assessment and modeling of mineral resource potential : an overview. Natural Resources Research, 2022, vol. 31, no. 4, pp. 1825–1840.Применение геостатистического алгоритма коррекции данных ГИС при моделировании сложнопостроенных залежей углеводородов на этапе доразведки месторождения / В. Л. Шустер [и др.] // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. – 2021. – Т. 63, №. 5. – С. 91–99.Shuster V. L. et al. Primenenie geostatisticheskogo algoritma korrektsii dannykh GIS pri modelirovanii slozhnopostroennykh zalezhei uglevodorodov na etape dorazvedki mestorozhdeniya [Application of a geostatistical algorithm for well log data correction in modeling complex hydrocarbon reservoirs at the stage of additional exploration]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Geologiya i razvedka = Proceedings of Higher Educational Institutions. Geology and Exploration, 2021, vol. 63, no. 5, pp. 91–99. (in Russian)Matheron, G. The intrinsic random functions and their applications / G. Matheron // Advances in Applied Probability. – 1973. – Vol. 5. – P. 439-468.Matheron G. The intrinsic random functions and their applications. Advances in Applied Probability, 1973, vol. 5, pp. 439–468.Matheron, G. The intrinsic random functions and their applications / G. Matheron. – Fontainebleau : Centre of Geostatistics, 1978. – 175 p.Matheron G. The intrinsic random functions and their applications. Fontainebleau : Centre of Geostatistics, 1978, 175 p.Matheron, G. The theory of regionalized variables and its applications / G. Matheron. – Fontainebleau : Centre of Geostatistics, 1971. – 212 p.Matheron G. The theory of regionalized variables and its applications. Fontainebleau : Centre of Geostatistics, 1971, 212 p.Surpac – mine planning software. – URL: https://www.surpac.co.za/ (date of access: 28. 10. 2025).Surpac – mine planning software. – URL: https://www.surpac.co.za/ (accessed October 28, 2025).Рубцова, Е. В. О создании геоинформационных систем сопровождения подземных горных работ / Е. В. Рубцова // Интерэкспо Гео-Сибирь. – 2005. – Т. 2. – С. 106–113.Rubtsova E. V. O sozdanii geoinformatsionnykh sistem soprovozhdeniya podzemnykh gornykh rabot [On the development of geoinformation systems for underground mining support]. Interekspo Geo-Sibir’ = Interexpo Geo-Siberia, 2005, vol. 2, pp. 106–113. (in Russian)Mallet, J. L. GOCAD: A computer aided design program for geological applications / J. L. Mallet // Three-dimensional modeling with geoscientific information systems. – Dordrecht : Springer Netherlands, 1992. – P. 123–141.Mallet J. L. GOCAD: A computer aided design program for geological applications. Three-dimensional modeling with geoscientific information systems. Dordrecht, Springer Netherlands Publ., 1992, pp. 123–141.Building 3D geological models directly from the data? A new approach applied to Broken Hill, Australia // US Geological survey Open-file report. – 2005. – Vol. 1428. – P. 119–130.McInerney P. et al. Building 3D geological models directly from the data? A new approach applied to Broken Hill, Australia. U. S. Geological Survey Open-File Report, 2005, no. 1428, pp. 119–130.Демьянов, В. В. Геостатистика: теория и практика / В. В. Демьянов, Е. А. Савельева. – М. : Наука, 2010. – 327 с.Demyanov V. V., Savel’eva E. A. Geostatistika: teoriya i praktika [Geostatistics: theory and practice], Moscow, Nauka Publ., 2010, 327 p. (in Russian)Scott, M. GIS: modern mineral potential modelling and quantitative resource assessment: implications for the Geological Survey of Queensland / M. Scott // Australian Institute of Geoscientists Journal. – 2000. – URL: https://www.aig.org.au (date of access: 29. 10. 2025).Scott M. GIS: modern mineral potential modelling and quantitative resource assessment: implications for the Geological Survey of Queensland. Australian Institute of Geoscientists Journal, 2000. URL: https://www.aig.org.au (accessed October 29, 2025).Дранишников, П. С. Использование ГИС-технологий при подсчете запасов полезного ископаемого / П. С. Дранишников, Т. А. Кувашкина, Е. А. Конкин // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2004. – № 4. – С. 171–173.Dranishnikov P. S., Kuvashkina T. A., Konkin E. A. Ispol’zovanie GIS-tekhnologii pri podschyote zapasov poleznogo iskopaemogo [Application of GIS technologies in mineral reserve estimation]. Gornyi informatsionno-analiticheskii byulleten’ = Mining Information and Analytical Bulletin, 2004, no. 4, pp. 171–173. (in Russian)Калдыбаев, Н. А. Моделирование разработки малых месторождений нерудных полезных ископаемых с использованием геоинформационных технологий / Н. А. Калдыбаев, А. М. Абдыкадыров, Ж. Маматов // Наука. Образование. Техника. – 2016. – № 2. – С. 86–94.Kaldybaev N. A., Abdykadyrov A. M., Mamatov Zh. Modelirovanie razrabotki malykh mestorozhdenii nerudnykh poleznykh iskopaemykh s ispol’zovaniem geoinformatsionnykh tekhnologii [Modeling of small non-metallic mineral deposits development using geoinformation technologies]. Nauka. Obrazovanie. Tekhnika = Science. Education. Technic, 2016, no. 2, pp. 86–94. (in Russian)Волянская В. В. Тестирование и верификация новых технологий в науках о Земле : методические рекомендации // Георесурсы. – 2021. – Т. 23, №. 2. – С. 192–196.Volyanskaya V. V. Testirovanie i verifikatsiya novykh tekhnologii v naukakh o Zemle : metodicheskie rekomendatsii [Testing and verification of new technologies in Earth sciences : methodological guidelines]. Georesursy = Geo resources, 2021, vol. 23, no. 2, pp. 192–196, DOI: 10.18599/grs.2021.2.19 (in Russian)Проект постоянных кондиций для подсчета запасов глин на месторождении Гайдуковка ОАО «Керамин» Минского района Минской области с пересчетом запасов по состоянию на 01. 01. 2002 г. : пояснительная записка. – Мн. : Мин-во архитектуры и строительства Респ. Беларусь, НИРУП «Силикат», 2003. – 333 с.Proekt postoyannykh konditsii dlya podschyota zapasov glin na mestorozhdenii Gaidukovka OAO “Keramin” Minskogo raiona Minskoi oblasti s pereschyotom zapasov po sostoyaniyu na 01. 01. 2002 g. : poyasnitel’naya zapiska [Project of permanent conditions for calculating clay reserves at the Gaidukovka deposit of OJSC “Keramin” in Minsk District, Minsk Region, with reserve recalculation as of 01. 01. 2002 : explanatory note]. Minsk, Ministerstvo arkhitektury i stroitel’stva Respubliki Belarus’ Publ., NIRUP “Silikat” Publ., 2003, 333 p. (in Russian)Отчет о результатах дополнительных геологоразведочных работ по переводу части запасов категории С2 в промышленные категории на месторождении глин Гайдуковка Минского района и области БССР с подсчетом запасов на 01. 01. 1984 : графические приложения. – Мн. : Мин-во промышленности строительных материалов БССР, 1984. – 5 л.Otchet o rezul’tatakh dopolnitel’nykh geologorazvedochnykh rabot po perevodu chasti zapasov kategorii С2 v promyshlennye kategorii na mestorozhdenii glin Gaidukovka Minskogo raiona i oblasti BSSR s podschyotom zapasov na 01. 01. 1984 g. : graficheskie prilozheniya [Report on additional geological exploration works for transferring part of category C2 reserves to industrial categories at the Gaidukovka clay deposit, with reserve calculation as of 01. 01. 1984 : graphic appendices]. Minsk, Ministerstvo promyshlennosti stroitel'nykh materialov BSSR Publ., 1984, 5 sheets. (in Russian)Отчет о результатах дополнительных геологоразведочных работ по переводу части запасов категории С2 в промышленные категории на месторождении глин Гайдуковка Минского района и области БССР с подсчетом запасов на 01. 01. 1984 : текстовые приложения. – Мн. : Мин-во промышленности строительных материалов БССР, 1984. – 210 с.Otchet o rezul’tatakh dopolnitel’nykh geologorazvedochnykh rabot po perevodu chasti zapasov kategorii С2 v promyshlennye kategorii na mestorozhdenii glin Gaidukovka Minskogo raiona i oblasti BSSR s podschyotom zapasov na 01. 01. 1984 g.: tekstovye prilozheniya [Report on additional geological exploration works for transferring part of category C2 reserves to industrial categories at the Gaidukovka clay deposit, with reserve calculation as of 01. 01. 1984: text appendices]. Minsk, Ministerstvo promyshlennosti stroitel’nykh materialov BSSR Publ., 1984, 210 p. (in Russian)Awad, A. M. Reserve estimation of Late Miocene Injana claystone beds for portland cement and brick industry, Middle of Iraq / A. M. Awad, S. M. Awadh // The Iraqi Geological Journal. – 2020. – С. 1–16.Awad A. M., Awadh S. M. Reserve estimation of Late Miocene Injana claystone beds for portland cement and brick industry, Middle of Iraq. The Iraqi Geological Journal, 2020, pp. 1–16.Surface Difference (3D Analyst). – URL: https://pro.arcgis.com/ru/pro-app/latest/tool-reference/3d-analyst/surface-difference.htm (date of access: 26. 10. 2025).Surface Difference (3D Analyst). URL: https://pro.arcgis.com/ru/pro-app/latest/tool-reference/3d-analyst/surface-difference.htm (accessed October 26, 2025).Киндеев, А. Л. Трехмерное геостатистическое моделирование запасов глин на примере карьера «Гайдуковка» / А. Л. Киндеев, А. А. Якушев // ГИС-технологии в науках о Земле. – 2025. – С. 279–283.Yakushev A. A., Kindeev A. L. Tryokhmernoe geostatisticheskoe modelirovanie zapasov glin na primere kar’era “Gaidukovka” [Three-dimensional geostatistical modeling of clay reserves on the example of the “Gaidukovka” quarry]. GIS-tekhnologii v naukakh o Zemle, 2025, pp. 279–283. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.