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矿区地质预测方法

作者:强巴旺堆 字数:3069  点击:

摘 要:随着地质数据收集技术和数据处理技术的迅速发展及成矿理论的进展, 矿产地质预测方法也取得了长足的发展,在定性和定量预测上建立了一套完整体系,现阶段的成矿预测方法也更加科学和完善。文章结合近年来国内外在此技术领域取得的进展以及发展趋势,分析矿区地质在定性和定量方面的预测方法。

关键词:矿区地质;定量预测;地质预测;统计预测

1 矿区地质定性预测方法

1.1 矿区统计预测方法

工作内容包括:提出矿区统计预测任务的要求;收集资料和进行野外工作;划分统计单元,在单元内进行地质变量选择和定量;运用正确的数学方法建立各种地质环境地质数学模型,对有利地段内矿体的位置、数量、质量、规模及可能出现概率做出定量预测。

(1)预测单元的划分。统计单元是按一定大小和形状,在地质图上划分等面积、等形状的小块,是矿区统计预测中进行观测和取值的最基本单位。要求单元划分具有统一的地质意义和划分要求,保证抽样具随机性、代表性、独立性、分布性和对比性。单元面积大小,要按照矿区统计预测内容、研究精度、比例尺大小及控制矿体变化性的地质条件的复杂程度决定。在控制矿体变化性地质条件复杂、控矿因素变化较大时,划分单元要相对小些。单元形状按地质变异程度,可选择正方形或长方形。模型单元是由具有代表性、工作研究程度较高的已知单元组成。可建立起预测数学模型,开展对未知区的预测。

(2) 常用统计预测方法。主要有回归分析法预测、判别分析法预测和聚类分析法预测等。

1.回归分析法预测法。主要用来研究矿床值与控矿因素之间的关系,通过控矿因素预测矿床值;研究矿床中各元素之间的关系,按一些元素含量(储量) 预测主要成矿元素含量(储量),或根据一些元素含量来预测矿体延伸;研究矿体品位与某些标志(厚度、体重等) 间的关系,可通过体重、厚度预测品位。

2.判别分析预测法。它解决的基本问题是样品的归属问题。用此方法可区别矿体异常和非矿体异常,,进行地质体的含矿性评价,区别矿化岩体与非矿化岩体,区别矿源层或隔水层,区别有价值铁帽和无价值铁帽等。矿区预测中的判别分析按其方法不同,分为判别、逐步判别、序判别、迭代判别等分析方法。

3.聚类分析预测法。它是以描述研究对象标志作为变量,按照这些变量中研究对象的相似程度,对它们进行分类。这种分类特点是,在不存在事先分类的条件下进行,比较客观地反映研究对象本身的差别和内在联系,防止分类的主观性问题

(3)变量选取与定量地质变量。变量选取与定量地质变量是控制矿产形成与分布的地质条件和某一成矿特征标志所取不同数值的量,如地层、构造、岩性、岩浆岩、变质作用、地球物理场、遥感等方面的矿化信息标志,或用来反映地质体含矿性的一些特征参数值。地质现象错综复杂,反映不同地质特征的地质现象也各不相同,地质变量所取数值也不同。采用定性与定量两种地质变量来说明这些性质的差异。定性地质变量说明地质体某种属性、状态,而没有数量的概念。定量地质变量不仅说明地质体的某种属性、状态,而且还有数量的概念,彼此之间可以比较大小,定量的表示出它们的差异性。在矿区预测中,当确定了预测目标和预测范围后,就应进行变量的选取。变量的选取一般遵照定性。半定量、定量的综合分析过程,以找到与矿化密切相关的控矿因素和标志。为获取某个地质变量的具体数值,可采用直接测定和间接测定的方法。

1.2 地质结构预测方法

(1)单因素预测。就是从一个或几个控矿因素、控矿规律分别进行预测,一般是构造预测、岩体预测、地层--岩性--岩相--古地理环境预测、分带性和剥蚀保存程度预测、共生规律预测等,单因素预测是综合因素预测的基础。包括:1) 煤田矿床构造预测。2) 岩浆岩体预测。3) 根据地层、岩性、岩相、古地理条件进行成矿预测。4) 根据变质作用条件进行成矿预测。5) 研究矿床分带规律,建立分带模式,进行成矿预侧。

(2) 多因素综合预测。这是用多种地质因素和地质、物探、化探等方面的矿化信息,进行综合预测。需抓住以下几个问题:应全面收集各种控矿因素和地质、物探、化探的矿化信息;要去粗取精,去伪存真,对控矿因素和地质、物探、化探的矿化信息进行筛选,找出对预测有用的主要因素和信息;在控矿因素中通过综合分析研究划分出成矿因素、配矿因素和容矿因素,并将控矿因素划分为若干级,按照因素对预测的重要程度,划分为最优值级、有利值级、中性值级和不利值级;要在已知矿床成矿模式的基础上,结合预测区可能获得的信息,建立预测模型。

2 矿产资源定量预测方法

法国学者Allais ( 1957) 开创了定量成矿预测的先河, 他在对美国西部含矿盆地进行成矿预测时, 把预测区划分成许多面积相等的单元, 提出每个单元中的矿床数目服从泊松分布。60 年代至80 年代中期, 随着计算机技术的逐步发展, 采用概率论和数理统计方法进行成矿预测取得了突破性的进展。信息量法、证据权重法等一批新的预测方法开始应用于成矿预测中。现代矿产资源预测主要应用的方法及未来发展方向归结如下:

2.1 多种找矿信息的综合应用

应用多种信息(如地质、物探、化探、遥感等) 进行找矿预测是目前找矿工作发展的一个重要趋势。但各种资料如何达到有机的综合却是目前急需解决的问题。姚书振等(2002) 在秦岭) 大别造山带、松潘) 甘孜造山带成矿规律与成矿预测研究中, 总结出以成矿系统、地质异常理论为指导, 以成矿规律研究为基础, 以/ 3S0技术为支撑, 以多元信息处理为手段, 以矿床系列为对象,开展区域矿产资源预测与潜力评价的思路。近几年来在矿床定量预测的实践中已注意到这个问题, 并逐步去解决它。

2.2 三维空间成矿预测工作的展开

三维空间的预测也称立体预测。随着找矿工作的发展, 需要从中小比例尺的面上预测进入大比例尺的深部预测。这方面的工作我国开展较晚。但它是近几年来找矿工作的主要研究方向之一。用统计分析和空间定位等方法建立矿床值与控矿因素间定量联系的三维数学模型。

2.3 基于GIS 的成矿预测方法广泛

地理信息系统( GIS) 克服了传统信息技术无法反映数据空间属性的缺点, 通过一系列空间操作和分析方法使研究数据可视化、思维可视化。可使地质、物化探、遥感等地学多源信息进行计算机分层管理、空间信息快速查询和检索、按不同目的对多源信息进行叠置构成所需的综合图件。目前GIS 用于矿产预测主要有两类方法。一是利用GIS 的基本空间分析功能研究地质矿产实体的空间关系, 对未知地段找矿远景作直观评价, 如通过控矿因素的叠置分析可以圈出找矿有利地段;二是与数学模型相结合进行预测, 即将各种预测方法移植到GIS 中。结合后的预测方式可概括为: 利用GIS 空间数据库提取输入信息y 利用预测方法分析信息y利用GIS 图形功能显示结果[ 24, 36] 。显然在矿产预测中只使用GIS 的基本空间分析功能是不够的, 因为这些功能一般较少涉及各种地质变量之间及它们与矿产之间的数量或统计关系, 而这些关系是成矿规律的体现, 是预测的主要依据。

参考文献

[1] 陈守余, 周梅春. 人工神经网络模拟实现与应用[ M] . 武汉: 中国地质大学出版社, 2000.

[2] 赵鹏大, 吕新彪. 长江中下游地区地质异常及成矿预测BP 模型[M] . 武汉: 中国地质大学出版社, 1999.

[3] 张振飞. GIS 支持下的矿产预测单元簇法[ M].西安: 陕西科技出版社, 2001.


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