礦區(qū)地質(zhì)預(yù)測(cè)方法

強(qiáng)巴旺堆

摘 要：隨著地質(zhì)數(shù)據(jù)收集技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的迅速發(fā)展及成礦理論的進(jìn)展， 礦產(chǎn)地質(zhì)預(yù)測(cè)方法也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，在定性和定量預(yù)測(cè)上建立了一套完整體系，現(xiàn)階段的成礦預(yù)測(cè)方法也更加科學(xué)和完善。文章結(jié)合近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在此技術(shù)領(lǐng)域取得的進(jìn)展以及發(fā)展趨勢(shì)，分析礦區(qū)地質(zhì)在定性和定量方面的預(yù)測(cè)方法。

關(guān)鍵詞：礦區(qū)地質(zhì)；定量預(yù)測(cè)；地質(zhì)預(yù)測(cè)；統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)

1 礦區(qū)地質(zhì)定性預(yù)測(cè)方法

1.1 礦區(qū)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)方法

工作內(nèi)容包括：提出礦區(qū)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)任務(wù)的要求；收集資料和進(jìn)行野外工作；劃分統(tǒng)計(jì)單元，在單元內(nèi)進(jìn)行地質(zhì)變量選擇和定量；運(yùn)用正確的數(shù)學(xué)方法建立各種地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)數(shù)學(xué)模型，對(duì)有利地段內(nèi)礦體的位置、數(shù)量、質(zhì)量、規(guī)模及可能出現(xiàn)概率做出定量預(yù)測(cè)。

（1）預(yù)測(cè)單元的劃分。統(tǒng)計(jì)單元是按一定大小和形狀，在地質(zhì)圖上劃分等面積、等形狀的小塊，是礦區(qū)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)中進(jìn)行觀測(cè)和取值的最基本單位。要求單元?jiǎng)澐志哂薪y(tǒng)一的地質(zhì)意義和劃分要求，保證抽樣具隨機(jī)性、代表性、獨(dú)立性、分布性和對(duì)比性。單元面積大小，要按照礦區(qū)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)內(nèi)容、研究精度、比例尺大小及控制礦體變化性的地質(zhì)條件的復(fù)雜程度決定。在控制礦體變化性地質(zhì)條件復(fù)雜、控礦因素變化較大時(shí)，劃分單元要相對(duì)小些。單元形狀按地質(zhì)變異程度，可選擇正方形或長(zhǎng)方形。模型單元是由具有代表性、工作研究程度較高的已知單元組成?？山⑵痤A(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型，開展對(duì)未知區(qū)的預(yù)測(cè)。

（2） 常用統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)方法。主要有回歸分析法預(yù)測(cè)、判別分析法預(yù)測(cè)和聚類分析法預(yù)測(cè)等。

1.回歸分析法預(yù)測(cè)法。主要用來(lái)研究礦床值與控礦因素之間的關(guān)系，通過控礦因素預(yù)測(cè)礦床值；研究礦床中各元素之間的關(guān)系，按一些元素含量（儲(chǔ)量） 預(yù)測(cè)主要成礦元素含量（儲(chǔ)量），或根據(jù)一些元素含量來(lái)預(yù)測(cè)礦體延伸；研究礦體品位與某些標(biāo)志（厚度、體重等） 間的關(guān)系，可通過體重、厚度預(yù)測(cè)品位。

2.判別分析預(yù)測(cè)法。它解決的基本問題是樣品的歸屬問題。用此方法可區(qū)別礦體異常和非礦體異常，進(jìn)行地質(zhì)體的含礦性評(píng)價(jià)，區(qū)別礦化巖體與非礦化巖體，區(qū)別礦源層或隔水層，區(qū)別有價(jià)值鐵帽和無(wú)價(jià)值鐵帽等。礦區(qū)預(yù)測(cè)中的判別分析按其方法不同，分為判別、逐步判別、序判別、迭代判別等分析方法。

3.聚類分析預(yù)測(cè)法。它是以描述研究對(duì)象標(biāo)志作為變量，按照這些變量中研究對(duì)象的相似程度，對(duì)它們進(jìn)行分類。這種分類特點(diǎn)是，在不存在事先分類的條件下進(jìn)行，比較客觀地反映研究對(duì)象本身的差別和內(nèi)在聯(lián)系，防止分類的主觀性問題

（3）變量選取與定量地質(zhì)變量。變量選取與定量地質(zhì)變量是控制礦產(chǎn)形成與分布的地質(zhì)條件和某一成礦特征標(biāo)志所取不同數(shù)值的量，如地層、構(gòu)造、巖性、巖漿巖、變質(zhì)作用、地球物理場(chǎng)、遙感等方面的礦化信息標(biāo)志，或用來(lái)反映地質(zhì)體含礦性的一些特征參數(shù)值。地質(zhì)現(xiàn)象錯(cuò)綜復(fù)雜，反映不同地質(zhì)特征的地質(zhì)現(xiàn)象也各不相同，地質(zhì)變量所取數(shù)值也不同。采用定性與定量?jī)煞N地質(zhì)變量來(lái)說明這些性質(zhì)的差異。定性地質(zhì)變量說明地質(zhì)體某種屬性、狀態(tài)，而沒有數(shù)量的概念。定量地質(zhì)變量不僅說明地質(zhì)體的某種屬性、狀態(tài)，而且還有數(shù)量的概念，彼此之間可以比較大小，定量的表示出它們的差異性。在礦區(qū)預(yù)測(cè)中，當(dāng)確定了預(yù)測(cè)目標(biāo)和預(yù)測(cè)范圍后，就應(yīng)進(jìn)行變量的選取。變量的選取一般遵照定性。半定量、定量的綜合分析過程，以找到與礦化密切相關(guān)的控礦因素和標(biāo)志。為獲取某個(gè)地質(zhì)變量的具體數(shù)值，可采用直接測(cè)定和間接測(cè)定的方法。

1.2 地質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)方法

（1）單因素預(yù)測(cè)。就是從一個(gè)或幾個(gè)控礦因素、控礦規(guī)律分別進(jìn)行預(yù)測(cè)，一般是構(gòu)造預(yù)測(cè)、巖體預(yù)測(cè)、地層--巖性--巖相--古地理環(huán)境預(yù)測(cè)、分帶性和剝蝕保存程度預(yù)測(cè)、共生規(guī)律預(yù)測(cè)等，單因素預(yù)測(cè)是綜合因素預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。包括：1） 煤田礦床構(gòu)造預(yù)測(cè)。2） 巖漿巖體預(yù)測(cè)。3） 根據(jù)地層、巖性、巖相、古地理?xiàng)l件進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)。4） 根據(jù)變質(zhì)作用條件進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)。5） 研究礦床分帶規(guī)律，建立分帶模式，進(jìn)行成礦預(yù)側(cè)。

（2） 多因素綜合預(yù)測(cè)。這是用多種地質(zhì)因素和地質(zhì)、物探、化探等方面的礦化信息，進(jìn)行綜合預(yù)測(cè)。需抓住以下幾個(gè)問題：應(yīng)全面收集各種控礦因素和地質(zhì)、物探、化探的礦化信息；要去粗取精，去偽存真，對(duì)控礦因素和地質(zhì)、物探、化探的礦化信息進(jìn)行篩選，找出對(duì)預(yù)測(cè)有用的主要因素和信息；在控礦因素中通過綜合分析研究劃分出成礦因素、配礦因素和容礦因素，并將控礦因素劃分為若干級(jí)，按照因素對(duì)預(yù)測(cè)的重要程度，劃分為最優(yōu)值級(jí)、有利值級(jí)、中性值級(jí)和不利值級(jí)；要在已知礦床成礦模式的基礎(chǔ)上，結(jié)合預(yù)測(cè)區(qū)可能獲得的信息，建立預(yù)測(cè)模型。

2 礦產(chǎn)資源定量預(yù)測(cè)方法

法國(guó)學(xué)者Allais （ 1957） 開創(chuàng)了定量成礦預(yù)測(cè)的先河， 他在對(duì)美國(guó)西部含礦盆地進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)時(shí)， 把預(yù)測(cè)區(qū)劃分成許多面積相等的單元， 提出每個(gè)單元中的礦床數(shù)目服從泊松分布。60 年代至80 年代中期， 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的逐步發(fā)展， 采用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行成礦預(yù)測(cè)取得了突破性的進(jìn)展。信息量法、證據(jù)權(quán)重法等一批新的預(yù)測(cè)方法開始應(yīng)用于成礦預(yù)測(cè)中。現(xiàn)代礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)主要應(yīng)用的方法及未來(lái)發(fā)展方向歸結(jié)如下：

2.1 多種找礦信息的綜合應(yīng)用

應(yīng)用多種信息（如地質(zhì)、物探、化探、遙感等） 進(jìn)行找礦預(yù)測(cè)是目前找礦工作發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。但各種資料如何達(dá)到有機(jī)的綜合卻是目前急需解決的問題。姚書振等（2002） 在秦嶺） 大別造山帶、松潘） 甘孜造山帶成礦規(guī)律與成礦預(yù)測(cè)研究中， 總結(jié)出以成礦系統(tǒng)、地質(zhì)異常理論為指導(dǎo)， 以成礦規(guī)律研究為基礎(chǔ)， 以/ 3S0技術(shù)為支撐， 以多元信息處理為手段， 以礦床系列為對(duì)象，開展區(qū)域礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)與潛力評(píng)價(jià)的思路。近幾年來(lái)在礦床定量預(yù)測(cè)的實(shí)踐中已注意到這個(gè)問題， 并逐步去解決它。

2.2 三維空間成礦預(yù)測(cè)工作的展開

三維空間的預(yù)測(cè)也稱立體預(yù)測(cè)。隨著找礦工作的發(fā)展， 需要從中小比例尺的面上預(yù)測(cè)進(jìn)入大比例尺的深部預(yù)測(cè)。這方面的工作我國(guó)開展較晚。但它是近幾年來(lái)找礦工作的主要研究方向之一。用統(tǒng)計(jì)分析和空間定位等方法建立礦床值與控礦因素間定量聯(lián)系的三維數(shù)學(xué)模型。

2.3 基于GIS 的成礦預(yù)測(cè)方法廣泛

地理信息系統(tǒng)（ GIS） 克服了傳統(tǒng)信息技術(shù)無(wú)法反映數(shù)據(jù)空間屬性的缺點(diǎn)， 通過一系列空間操作和分析方法使研究數(shù)據(jù)可視化、思維可視化。可使地質(zhì)、物化探、遙感等地學(xué)多源信息進(jìn)行計(jì)算機(jī)分層管理、空間信息快速查詢和檢索、按不同目的對(duì)多源信息進(jìn)行疊置構(gòu)成所需的綜合圖件。目前GIS 用于礦產(chǎn)預(yù)測(cè)主要有兩類方法。一是利用GIS 的基本空間分析功能研究地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)體的空間關(guān)系， 對(duì)未知地段找礦遠(yuǎn)景作直觀評(píng)價(jià)， 如通過控礦因素的疊置分析可以圈出找礦有利地段；二是與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合進(jìn)行預(yù)測(cè)， 即將各種預(yù)測(cè)方法移植到GIS 中。結(jié)合后的預(yù)測(cè)方式可概括為： 利用GIS 空間數(shù)據(jù)庫(kù)提取輸入信息y 利用預(yù)測(cè)方法分析信息y利用GIS 圖形功能顯示結(jié)果[ 24， 36] 。顯然在礦產(chǎn)預(yù)測(cè)中只使用GIS 的基本空間分析功能是不夠的， 因?yàn)檫@些功能一般較少涉及各種地質(zhì)變量之間及它們與礦產(chǎn)之間的數(shù)量或統(tǒng)計(jì)關(guān)系， 而這些關(guān)系是成礦規(guī)律的體現(xiàn)， 是預(yù)測(cè)的主要依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳守余， 周梅春. 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用[ M] . 武漢： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社， 2000.

[2] 趙鵬大， 呂新彪. 長(zhǎng)江中下游地區(qū)地質(zhì)異常及成礦預(yù)測(cè)BP 模型[M] . 武漢： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社， 1999.

[3] 張振飛. GIS 支持下的礦產(chǎn)預(yù)測(cè)單元簇法[ M].西安： 陜西科技出版社， 2001.