淺析覆蓋區(qū)礦產(chǎn)綜合預(yù)測思路與方法

■向維偉 馮曉霞

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)新疆昌吉831100）

淺析覆蓋區(qū)礦產(chǎn)綜合預(yù)測思路與方法

■向維偉 馮曉霞

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)新疆昌吉831100）

圍繞覆蓋區(qū)礦產(chǎn)綜合預(yù)測的基本思路和關(guān)鍵方法問題，討論了非線性礦產(chǎn)預(yù)測理論和方法如何在覆蓋區(qū)礦產(chǎn)綜合預(yù)測中發(fā)揮作用，重點(diǎn)介紹了成礦奇異性理論與非線性礦產(chǎn)預(yù)測方法在覆蓋區(qū)礦產(chǎn)預(yù)測“弱信息”提取、“復(fù)合疊加信息”分解、“缺失和不完整信息”融合等關(guān)鍵問題中的應(yīng)用。結(jié)合正在實(shí)施的中國地質(zhì)調(diào)查局“覆蓋區(qū)礦產(chǎn)綜合預(yù)測”計(jì)劃項(xiàng)目，以東天山戈壁沙漠覆蓋區(qū)海相火山巖型鐵礦、大興安嶺南部草原覆蓋區(qū)鐵多金屬礦、武夷山層控矽卡巖型鐵礦等礦床預(yù)測為例，介紹了綜合預(yù)測方法的應(yīng)用過程和應(yīng)用效果。研究結(jié)果表明，奇異性理論和分析方法可以有效地用于提取水系沉積物地球化學(xué)和地球物理（重、磁）弱異常，合理分解復(fù)合疊加異常，在此基礎(chǔ)上，采用地球化學(xué)和地球物理異常的數(shù)據(jù)融合技術(shù)。

覆蓋區(qū)礦產(chǎn)綜合預(yù)測思路方法

奇異性成礦地質(zhì)事件造成的礦床分布與一定地質(zhì)異?；橐蚬嗷?yīng)，地質(zhì)異常表現(xiàn)為與周圍地質(zhì)背景具有一定的成份、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、成因等方面的差異，因此識別地質(zhì)異常已經(jīng)成為礦產(chǎn)勘查和礦產(chǎn)資源預(yù)測的有效途徑。大量實(shí)踐證明，采用勘查地球化學(xué)、勘查地球物理、遙感地質(zhì)、數(shù)學(xué)地質(zhì)等現(xiàn)代礦產(chǎn)勘查理論和方法技術(shù)探測和識別地質(zhì)異常，進(jìn)而圈定和評價(jià)礦床被實(shí)踐證明是行之有效的。

1　覆蓋層對礦產(chǎn)預(yù)測的影響

覆蓋層對礦產(chǎn)預(yù)測的影響可以歸納為兩個方面：一方面，如果覆蓋層厚度和范圍都較大，它的存在必然會影響覆蓋區(qū)的基礎(chǔ)地質(zhì)填圖質(zhì)量和地質(zhì)認(rèn)識水平，最終影響礦產(chǎn)預(yù)測和找礦效果；另一方面盡管覆蓋層的厚度和范圍都不是很大，對較小比例尺的地質(zhì)填圖工作和基礎(chǔ)地質(zhì)認(rèn)識影響不大，但是對找礦信息（如地球化學(xué)異常信息）的獲取仍有較大的影響。前者的影響是顯而易見的，以下重點(diǎn)談?wù)労笳叩挠绊憽?/p>

成礦元素在覆蓋層中的垂向遷移機(jī)制與密度分布變化規(guī)律：

由于覆蓋層（如沙漠、植被、土壤等）發(fā)生在原生礦床形成之后，并覆蓋在礦床（體）之上。一般來講，覆蓋層中不會保留覆蓋層之下的原生礦床的原始信息，比如蝕變信息和原生暈信息。然而，由于覆蓋層分布在礦床（體）或者礦化蝕變巖石之上，并長期受各種地表系統(tǒng)以及物理、化學(xué)和生物等作用的影響，埋藏在覆蓋層之下的成礦物質(zhì)（元素和顆粒）會向上遷移，在覆蓋層中局部富集，從而在地表介質(zhì)中形成地球化學(xué)異常。為了真正了解不同地區(qū)、不同類型的覆蓋層對地球化學(xué)元素的屏蔽和衰減作用，必須深入研究深部成礦物質(zhì)在蓋層中的遷移機(jī)制和分布變化規(guī)律。目前，國內(nèi)外學(xué)者提出了多種關(guān)于地球化學(xué)元素遷移和地球化學(xué)異常形成機(jī)制和機(jī)理的認(rèn)識，但目前還沒有一種被廣泛接受和普遍適用的理論。

2　覆蓋區(qū)礦產(chǎn)預(yù)測理論與方法

覆蓋區(qū)礦產(chǎn)綜合預(yù)測除了要遵循一般礦產(chǎn)綜合預(yù)測的基本原理和工作流程外，還需考慮覆蓋區(qū)礦產(chǎn)綜合預(yù)測的特殊性。這里將簡要介紹礦產(chǎn)綜合預(yù)測的一般流程以及覆蓋區(qū)礦產(chǎn)預(yù)測的特殊方法。

2.1礦床模型與找礦標(biāo)志

在成礦地質(zhì)背景和成礦規(guī)律研究基礎(chǔ)上建立的成礦模型在礦產(chǎn)預(yù)測中發(fā)揮著重要的指導(dǎo)作用。礦床模型的核心研究內(nèi)容是礦床成因與成礦機(jī)理，在此基礎(chǔ)上確定控礦要素，并指導(dǎo)找礦模型的建立和找礦標(biāo)志的確定。成礦模型與找礦模型的不同在于成礦模型比較注重礦床普適性特征的研究及共性規(guī)律的總結(jié)，側(cè)重理論研究，而找礦模型的研究除要了解成礦模型的基本內(nèi)容外，更注重找礦標(biāo)志的研究和標(biāo)志獲取方法的研究。以矽卡巖型鐵礦為例，成礦模型主要回答礦床的成因類型是否屬于矽卡巖型礦床，以及礦床的形成時(shí)間，成礦物質(zhì)來源，運(yùn)移與富集條件等，這些特征的研究對于確定矽卡巖型礦床的找礦方向，重要控礦要素和找礦標(biāo)志等都具有重要的指導(dǎo)意義。

2.2找礦模型與預(yù)測模型

從成礦模型、到找礦模型、再到預(yù)測模型的建立過程，是由概念模型、向邏輯模型、再向數(shù)學(xué)模型的轉(zhuǎn)化過程，也是由定性模型向定量模型的轉(zhuǎn)換過程，預(yù)測模型須具備可操作性、預(yù)測性和有效性。從成礦模型建立到預(yù)測模型的轉(zhuǎn)換，是開展礦產(chǎn)資源預(yù)測的基本內(nèi)容，包括“三步式”礦產(chǎn)預(yù)測方法和以GIS為基礎(chǔ)的信息綜合方法等，這些方法都需要在礦床模型的基礎(chǔ)上建立預(yù)測模型。預(yù)測模型可以在GIS環(huán)境下建立和實(shí)現(xiàn)。如何將定性的找礦標(biāo)志模型化和定量化，構(gòu)建意義明確、內(nèi)涵豐富、滿足定量化預(yù)測所需要的信息圖層，是將地質(zhì)概念模型與預(yù)測模型有機(jī)關(guān)聯(lián)的關(guān)鍵。根據(jù)具體預(yù)測目標(biāo)，需對各種找礦標(biāo)志（或預(yù)測變量）進(jìn)行篩選、優(yōu)化、組合，形成一套最優(yōu)預(yù)測要素（找礦標(biāo)志）組合。為了幫助表達(dá)和實(shí)施建模過程，筆者曾提出采用GIS建模器技術(shù)。建模過程需要具備建立地質(zhì)模型的基礎(chǔ)知識和定量建模技術(shù)，尤其是開展大范圍的礦產(chǎn)資源預(yù)測工作，需要地質(zhì)人員、建模人員和GIS操作人員緊密協(xié)作。該技術(shù)以框圖的形式和邏輯語言來表達(dá)建模過程，是地質(zhì)人員、建模人員、GIS操作人員、甚至管理人員都能理解和使用的技術(shù)。模型的檢驗(yàn)、運(yùn)行、實(shí)施則由GIS自動實(shí)現(xiàn)。它為地質(zhì)人員、建模人員、GIS操作人員、甚至管理人員搭建了統(tǒng)一而便利的對話平臺，并實(shí)現(xiàn)了模型建立、模型運(yùn)行、自動實(shí)施的有機(jī)結(jié)合與統(tǒng)一。

3　結(jié)語

在覆蓋區(qū)開展礦產(chǎn)預(yù)測常常會面臨諸多找礦信息獲取難題，比如弱信息的提取、復(fù)合-疊加信息的分解、缺失和不完整信息的綜合等困難。由于覆蓋層對下伏礦床地球化學(xué)元素的屏蔽和衰減作用，地表介質(zhì)中的地球化學(xué)信息是弱緩的，必須選取合適的取樣介質(zhì)和分析手段進(jìn)行地球化學(xué)探測，同時(shí)必須采用合理的數(shù)學(xué)模型和信息技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和異常分析與解釋。由于多種地質(zhì)過程包括覆蓋層相關(guān)地表過程的影響，地表地球化學(xué)異常往往是復(fù)合-疊加異常，必須進(jìn)行適當(dāng)分解才能獲得具有明確地質(zhì)意義的地球化學(xué)分量。

［1］李光輝.黑龍江完達(dá)山—太平嶺成礦帶成礦系列與找礦預(yù)測 ［D］.中國地質(zhì)大學(xué)（北京），2011.

［2］夏慶霖，成秋明，汪新慶.覆蓋區(qū)找礦與定量預(yù)測評價(jià) ［A］.中國地質(zhì)學(xué)會數(shù)學(xué)地質(zhì)和地學(xué)信息專業(yè)委員會、國際數(shù)學(xué)地球科學(xué)協(xié)會中國國家委員會.第十三屆全國數(shù)學(xué)地質(zhì)與地學(xué)信息學(xué)術(shù)研討會論文集 ［C］.中國地質(zhì)學(xué)會數(shù)學(xué)地質(zhì)和地學(xué)信息專業(yè)委員會、國際數(shù)學(xué)地球科學(xué)協(xié)會中國國家委員會：，2014：6.

［3］楊冰.淺覆蓋區(qū)螢石礦控礦斷裂定位預(yù)測 ［D］.中國地質(zhì)大學(xué) （北京），2015.

P61［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-41-1