成礦預(yù)測(cè)：從二維到三維*

袁峰 張明明 李曉暉 葛粲 陸三明 李建設(shè) 周宇章 蘭學(xué)毅

1. 合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，合肥工業(yè)大學(xué)礦床成因與勘查技術(shù)研究中心(ODEC)，合肥 2300092. 安徽省礦產(chǎn)資源與礦山環(huán)境工程技術(shù)研究中心，合肥 2300093. 安徽省公益性地質(zhì)調(diào)查管理中心，合肥 2300914. 安徽省勘查技術(shù)院，合肥 230001

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)的重要性日益加強(qiáng)，淺部礦的找礦勘探已進(jìn)入瓶頸，深部礦、隱伏礦已成為找礦的工作重心(翟裕生等, 2004; 趙鵬大等, 2004; 趙鵬大, 2007; 曹新志等, 2009; Salamaetal., 2016)。定量成礦預(yù)測(cè)最初在二維平面上進(jìn)行，結(jié)合GIS理論與地物化遙多元信息，以二維圖層形式參與定量成礦預(yù)測(cè)模型計(jì)算，在此基礎(chǔ)上圈定找礦靶區(qū)(趙鵬大等, 2002; 陳建平等, 2008; 肖克炎, 1994; Carranza, 2009)。然而，深部隱伏礦體在地表的異常指示往往較弱，對(duì)于傳統(tǒng)成礦預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)方法帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)?！叭钜煌痢睉?zhàn)略實(shí)施后隨之而來(lái)的深部地信息爆炸(樊俊等, 2018; 楊明桂等, 2018)為成礦預(yù)測(cè)向三維推進(jìn)提供了機(jī)遇。三維成礦預(yù)測(cè)強(qiáng)調(diào)在深入研究區(qū)域及礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，融合地球物理解譯信息，并結(jié)合三維地質(zhì)建模方法和三維空間分析方法提取三維預(yù)測(cè)要素，提取成礦有利區(qū)域、實(shí)現(xiàn)三維預(yù)測(cè)靶區(qū)的圈定(毛先成等, 2006; 陳建平等, 2007; 肖克炎等, 2012; 袁峰等, 2014; Lietal., 2015, 2019; Nielsenetal., 2015; Payneetal., 2015)。三維預(yù)測(cè)靶區(qū)具有形態(tài)、位置、規(guī)模等定量化特征，能夠?yàn)檫M(jìn)一步的找礦勘探工作提供更多的參考信息。

1 二維成礦預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)，成礦預(yù)測(cè)自1959年開(kāi)始出現(xiàn)相關(guān)研究，2011年達(dá)到一個(gè)高峰(圖1)，隨著研究的不斷深入，出現(xiàn)了越來(lái)越多與“成礦預(yù)測(cè)”相關(guān)的關(guān)鍵詞，形成了龐大的研究網(wǎng)絡(luò)，其中成礦作用、成礦規(guī)律、成礦模式、礦床成因等關(guān)鍵詞的熱度居高不下(圖2)。

圖1 成礦預(yù)測(cè)相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表年份統(tǒng)計(jì)(源自百度學(xué)術(shù))Fig.1 The quantity of academic papers related to prospectivity modeling (from Baidu Academic)

基于國(guó)情和評(píng)價(jià)目的，各國(guó)用于礦床預(yù)測(cè)的方法有所差異。如美國(guó)的基于“根據(jù)礦床描述性模型圈定可行地段，礦床數(shù)估計(jì)，通過(guò)品位噸位模型估計(jì)資源量”的三步式礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)(肖克炎等, 2006)，俄羅斯的基于“對(duì)象、標(biāo)志、方法”三要素的“預(yù)測(cè)普查組合”法(趙鵬大, 2002)等。多變量預(yù)測(cè)方程(Agterberg, 1970; Agterbergetal., 1993)、“三聯(lián)式”成礦預(yù)測(cè)(趙鵬大, 2002)、“綜合信息礦產(chǎn)預(yù)測(cè)理論與方法”(王世稱等, 2000)、非線性成礦預(yù)測(cè)理論(成秋明, 2006)等研究成果也推動(dòng)了定量成礦預(yù)測(cè)的發(fā)展。

在上述方法的應(yīng)用和發(fā)展過(guò)程中，眾多專家學(xué)者引入了多學(xué)科、跨學(xué)科的技術(shù)，如地理信息(GIS)技術(shù)(趙鵬大等, 1996; 李裕偉等, 2007)、多元統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)(趙鵬大等, 1994)等。2006年開(kāi)始的全國(guó)25種重要礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)工作全面應(yīng)用了空間數(shù)據(jù)庫(kù)和GIS技術(shù)，綜合利用了物探、化探和遙感等資料所顯示的地質(zhì)找礦信息，圈定了預(yù)測(cè)區(qū)，并進(jìn)行了資源量估算。通過(guò)上述工作，科學(xué)評(píng)價(jià)了我國(guó)礦產(chǎn)資源的潛力, 為我國(guó)政府和礦產(chǎn)勘查機(jī)構(gòu)提供技術(shù)支撐(肖克炎等, 2014)。

圖2 成礦預(yù)測(cè)相關(guān)關(guān)鍵詞熱度統(tǒng)計(jì)(源自百度學(xué)術(shù))Fig.2 The keyword popularity related to prospectivity modeling (from Baidu Academic)

然而，上述成礦預(yù)測(cè)研究主要基于二維數(shù)據(jù)開(kāi)展，相關(guān)方法往往應(yīng)用于對(duì)中小比例尺成礦遠(yuǎn)景區(qū)開(kāi)展預(yù)測(cè)研究。隨著近年來(lái)深部礦、隱伏礦成為找礦的主要對(duì)象，三維成礦預(yù)測(cè)及相關(guān)方法技術(shù)得到了飛速發(fā)展，成為深部隱伏礦床預(yù)測(cè)的重要手段之一。

圖3 “四步式”三維成礦預(yù)測(cè)方法(據(jù)袁峰等, 2018)Fig.3 “Four-step” prospectivity modeling approach (after Yuan et al., 2018)

2 三維成礦預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀

2.1 三維成礦預(yù)測(cè)方法體系

隨著隱伏礦床三維成礦預(yù)測(cè)成為成礦預(yù)測(cè)領(lǐng)域的新生方向及熱點(diǎn)，多名學(xué)者特別是國(guó)內(nèi)學(xué)者相繼提出多種三維成礦預(yù)測(cè)方法與流程，標(biāo)識(shí)著相關(guān)研究逐步走向成熟。如“地質(zhì)信息集成-成礦信息定量提取-立體定量預(yù)測(cè)”深部礦產(chǎn)資源三維預(yù)測(cè)方法(毛先成等, 2011, 2016)；基于“立方體模型”的區(qū)域隱伏礦體三維定量預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)(陳建平等, 2007, 2014)；基于三維可視化信息分析技術(shù)的大比例尺礦產(chǎn)預(yù)測(cè)方法(肖克炎等, 2012; Xiaoetal., 2015)，基于綜合信息的三維成礦預(yù)測(cè)(袁峰等, 2014)等。袁峰等(2018)綜合以往研究，提出了“四步式”三維成礦預(yù)測(cè)方法，將三維成礦預(yù)測(cè)工作歸納為三維地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建、三維地質(zhì)建模填圖、三維預(yù)測(cè)信息深度挖掘和三維數(shù)據(jù)融合及預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)四個(gè)關(guān)鍵步驟(圖3)。

其中，三維地質(zhì)模型是三維成礦預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)，因此三維地質(zhì)建模也成為三維成礦預(yù)測(cè)最為重要的環(huán)節(jié)。三維地質(zhì)建模相關(guān)技術(shù)方法需要融合地形、地質(zhì)填圖、鉆孔編錄、地質(zhì)剖面以及地球物理反演結(jié)果等地學(xué)信息，其對(duì)多維、多元數(shù)據(jù)的融合、以及在三維空間內(nèi)對(duì)復(fù)雜地質(zhì)體的表征能力對(duì)于以三維地質(zhì)模型為基礎(chǔ)的三維成礦預(yù)測(cè)研究具有十分重要的意義。

2.2 三維地質(zhì)建模

三維地質(zhì)建模技術(shù)可分為顯式三維建模技術(shù)以及隱式三維建模技術(shù)(李曉暉, 2015)。早期研究中，三維地質(zhì)模型多采用顯式三維建模技術(shù)進(jìn)行構(gòu)建。相關(guān)軟件，例如Surpac、GoCAD，Micromine、DiMine、3DMine、MapGIS K9、探礦者等，可以在建模過(guò)程中對(duì)地質(zhì)模型的精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，對(duì)復(fù)雜或精細(xì)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的三維表達(dá)能力(李曉暉, 2015)?；陲@式三維建模技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐已廣泛開(kāi)展并取得了良好的效果(陳建平等, 2007; 孫莉等, 2011; 張明明等, 2011, 2014；圖4a)。然而，基于輪廓線的顯式三維建模技術(shù)也存在許多缺點(diǎn)和不足，如很難融合不同方向、不同類型、不同范圍的多元地學(xué)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)精度、數(shù)量要求高；進(jìn)行數(shù)據(jù)更新或修改模型時(shí)，即使小范圍的更新和修改，工作量也十分巨大。

圖4 三維地質(zhì)建模成果(a)顯式三維地質(zhì)建模：廬樅盆地泥河鐵礦礦體三維地質(zhì)模型(據(jù)張明明等，2011)；(b)隱式三維地質(zhì)建模：寧蕪盆地鐘姑礦田三維地質(zhì)模型(據(jù) Li et al., 2015)Fig.4 Three dimensional geological models(a) explicit 3D geological modeling: 3D geological model of orebodies of Nihe deposit within Luzong Basin (after Zhang et al., 2015); (b) implicit 3D geological modeling: 3D geological model of Zhonggu orefield within Ningwu Basin (after Li et al., 2015)

圖5 解譯剖面水平方向延展(a)銅陵地區(qū)(據(jù)Lü et al., 2012)；(b)鐘姑礦田(據(jù)丁文祥等，2018)Fig.5 The interpretation section extends horizontally(a) Tongling region (after Lü et al., 2012); (b) Zhonggu ore field (after Ding et al., 2018)

為克服上述缺點(diǎn)，隱式三維建模技術(shù)發(fā)展迅速，并開(kāi)始被廣泛應(yīng)用(Jessell, 2001; Calcagnoetal., 2008; Lietal., 2015；圖4b)，相關(guān)軟件如Geomodeller、Leapfrog Geo、Petrel、SKUA、網(wǎng)格天地、CreatarXModeling等，能夠基于勢(shì)場(chǎng)和插值方法自動(dòng)對(duì)模型進(jìn)行構(gòu)建，具有計(jì)算過(guò)程快速，可快速進(jìn)行數(shù)據(jù)更新和模型重建的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，在建模過(guò)程中可以充分融合多方向、尺度和方位的各種地質(zhì)觀測(cè)數(shù)據(jù)和地球物理解譯數(shù)據(jù)；對(duì)于數(shù)據(jù)量較少、分布不均的區(qū)域也較為適用。然而，隱式三維建模技術(shù)會(huì)受到網(wǎng)格尺度、數(shù)據(jù)密度和算法等方面的限制，對(duì)于局部復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)尚無(wú)法精細(xì)控制(李曉暉, 2015)。未來(lái)，上述問(wèn)題的解決定會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)三維地質(zhì)建模的發(fā)展和應(yīng)用。

圖6 繁昌盆地三維地質(zhì)模型及三維地球物理正演結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證(據(jù)丁文祥, 2019)Fig.6 The three-dimensional geological model and the three-dimensional geophysical forward modeling results (after Ding, 2019)

三維地質(zhì)模型的合理性和準(zhǔn)確性是三維成礦預(yù)測(cè)的研究基礎(chǔ)和關(guān)鍵所在。三維地質(zhì)模型通常融合鉆孔數(shù)據(jù)和地球物理解譯成果等聯(lián)合解析深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)。然而，地球物理解譯成果具有多解性，三維地質(zhì)模型存在較強(qiáng)的不確定性。目前，已有學(xué)者將多條解譯剖面在水平方向進(jìn)行延展拼合，再基于三維地球物理正演方法與實(shí)測(cè)地球物理數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以驗(yàn)證地球物理解譯剖面的合理性和準(zhǔn)確性(圖5; Lüetal., 2012; 祁光等, 2012; 付光明, 2017; 丁文祥等, 2018)。上述方法能夠快速的開(kāi)展三維地質(zhì)模型合理性和準(zhǔn)確性的驗(yàn)證，但難以描述多條解譯剖面延展拼合構(gòu)建三維模型對(duì)于剖面間地質(zhì)體的形態(tài)變化，同時(shí)對(duì)于剖面間鉆孔等先驗(yàn)數(shù)據(jù)無(wú)法融合應(yīng)用。為了解決上述問(wèn)題，目前已逐步開(kāi)始利用隱式三維建模技術(shù)快速融合地球物理解譯成果以及地表填圖、地質(zhì)剖面和鉆孔等先驗(yàn)地質(zhì)數(shù)據(jù)，進(jìn)而基于三維地質(zhì)模型成果開(kāi)展三維地球物理正演工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)地球物理解譯成果、三維地質(zhì)建模方法和參數(shù)的合理性和準(zhǔn)確性的協(xié)同驗(yàn)證(圖6; 丁文祥, 2019)?；隍?yàn)證對(duì)比結(jié)果，在隱式三維建模技術(shù)的支持下，能夠快速反向修正地球物理解譯結(jié)果并實(shí)現(xiàn)三維地質(zhì)模型的快速更新，進(jìn)而得到更為合理和可靠的深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息。

2.3 三維成礦預(yù)測(cè)

目前，國(guó)內(nèi)外多個(gè)地區(qū)相繼開(kāi)展了三維成礦預(yù)測(cè)工作，成功圈定了多個(gè)深部找礦靶區(qū)(毛先成等, 2011; Spragueetal., 2006; Fallaraetal., 2006; 陳建平等, 2007; Payneetal., 2015; Wangetal., 2015; Xiaoetal., 2015; Nielsenetal., 2015; Yuanetal., 2014; Lietal., 2015, 2019)。為進(jìn)一步推進(jìn)三維成礦預(yù)測(cè)理論和方法的研究與具體實(shí)踐，諸多學(xué)者和單位相繼開(kāi)發(fā)出多款軟件系統(tǒng)。如中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所結(jié)合具體大比例尺勘探實(shí)際需求的集三維礦山管理、地質(zhì)勘探、三維可視化和科學(xué)分析預(yù)測(cè)為一體的三維GIS軟件“探礦者”，在湘西北、湖北、西藏、新疆等地開(kāi)展了三維地質(zhì)體建模、儲(chǔ)量估算及立體預(yù)測(cè)的工作(肖克炎等, 2010; 張婷婷, 2010; 孫莉等, 2011; 劉智宇和肖克炎, 2013; 王琨等, 2015)；中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(呂鵬, 2007)基于立方體預(yù)測(cè)模型進(jìn)行了隱伏礦體三維預(yù)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。

圖7 三維成礦定量預(yù)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(據(jù)李曉暉等, 2017)Fig.7 The system structure of three-dimensional quantitative prediction system for mineralization (after Li et al., 2017)

合肥工業(yè)大學(xué)針對(duì)多尺度三維成礦預(yù)測(cè)需求，開(kāi)發(fā)了“三維成礦定量預(yù)測(cè)系統(tǒng)”(圖7)，該系統(tǒng)能夠高效穩(wěn)定的對(duì)多元地學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，具備的多種三維空間分析功能能夠快速提取三維預(yù)測(cè)信息，提供的多種三維預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)方法能夠適應(yīng)不同條件下三維預(yù)測(cè)要素的融合，開(kāi)展成礦有利程度的計(jì)算并圈定找礦靶區(qū)(李曉暉等, 2017)。

圖8 三維成礦預(yù)測(cè)結(jié)果礦床尺度：(a)白象山鐵礦床深邊部成礦預(yù)測(cè)(據(jù)Yuan et al., 2014)；(b)楊莊鐵礦床深邊部成礦預(yù)測(cè)(據(jù)Hu et al., 2018)；礦田尺度：(c)鐘姑鐵礦田三維成礦預(yù)測(cè)(據(jù)Li et al., 2015修改)；(d)月山礦田三維成礦預(yù)測(cè)(據(jù)Li et al., 2019)Fig.8 The result of three-dimensional prospectivity modelingDeposit scale: (a) prospectivity modeling of the Baixiangshang Fe deposit (after Yuan et al., 2014); (b) prospectivity modeling of the Yangzhuang Fe deposit (after Hu et al., 2018); Orefield scale: (c) three-dimensional prospectivity modeling of the Zhonggu ore field (modified after Li et al., 2015); (d) three-dimensional prospectivity modeling of the Yueshan ore field (after Li et al., 2019)

這一系統(tǒng)已應(yīng)用于長(zhǎng)江中下游成礦帶，開(kāi)展了較為廣泛的不同尺度的成礦預(yù)測(cè)。如，礦床尺度，在寧蕪盆地鐘姑礦田的白象山和楊莊鐵礦床開(kāi)展了成礦預(yù)測(cè)，利用證據(jù)權(quán)重模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等對(duì)礦床深邊部隱伏礦體進(jìn)行了預(yù)測(cè)(圖8a, b; Huetal., 2018; Yuanetal., 2014; 李曉暉等, 2014)；礦田尺度，已分別在鐘姑和月山礦田開(kāi)展了三維成礦預(yù)測(cè)，通過(guò)綜合利用隱式三維地質(zhì)建模方法、三維空間分析方法、三維物性反演、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的Logisitc回歸模型等方法技術(shù)，定量計(jì)算獲得成礦有利程度，并依此對(duì)深部找礦靶區(qū)進(jìn)行了三維預(yù)測(cè)(圖8c, d; Lietal., 2015, 2019)，相關(guān)預(yù)測(cè)靶區(qū)已作為進(jìn)一步的深部找礦勘探的重點(diǎn)。

3 三維成礦預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)

已有的研究及實(shí)踐顯示，三維成礦預(yù)測(cè)在方法理論體系和實(shí)際應(yīng)用等方面均已取得進(jìn)展。然而，相較于傳統(tǒng)的二維成礦預(yù)測(cè)，三維成礦預(yù)測(cè)往往受限于三維預(yù)測(cè)信息的缺乏。如何更好的挖掘二維數(shù)據(jù)在深度方向的指示能力、將二維數(shù)據(jù)推演至三維環(huán)境，利用數(shù)值模擬、機(jī)器學(xué)習(xí)等方法開(kāi)展數(shù)據(jù)挖掘、充分發(fā)揮已有數(shù)據(jù)的內(nèi)蘊(yùn)信息，將成為三維成礦預(yù)測(cè)研究向前發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。

3.1 二維數(shù)據(jù)的三維推演

傳統(tǒng)找礦勘查工作中積累有大量的二維數(shù)據(jù)，如地球物理掃面數(shù)據(jù)、地球化學(xué)勘探數(shù)據(jù)、地表地質(zhì)填圖數(shù)據(jù)等。如何將上述大量的二維數(shù)據(jù)應(yīng)用于三維成礦預(yù)測(cè)研究，將成為未來(lái)的研究重點(diǎn)之一。

目前，二維數(shù)據(jù)向三維推演多采用地球物理正反演方法，基于剖面的地質(zhì)結(jié)構(gòu)地球物理解譯方法已應(yīng)用多年。近年來(lái)，基于重磁數(shù)據(jù)的三維物性反演方法已被廣泛使用，其成果已被用于深部地質(zhì)構(gòu)造解譯及三維成礦預(yù)測(cè)研究中(Lüetal., 2012; 祁光等, 2012; 嚴(yán)加永等, 2014; 郭冬等, 2014)。未來(lái)，隨著大地電磁三維反演、人工地震三維層析成像以及重磁電震三維聯(lián)合反演等方法的不斷前進(jìn)，上述方法將為三維成礦預(yù)測(cè)研究提供更多的三維數(shù)據(jù)來(lái)源。

圖9 礦化空間三維結(jié)構(gòu)與裂隙化探數(shù)據(jù)協(xié)同分析(據(jù)Li et al., 2017)Fig.9 Geochemical data of fracture fills and deep concealed mineralization (after Li et al., 2017)

此外，Lietal. (2017)將二維裂隙化探數(shù)據(jù)與三維礦化信息進(jìn)行耦合分析，通過(guò)建立化探數(shù)據(jù)與深部礦化之間的空間聯(lián)系，指示深部找礦靶區(qū)位置及深度(圖9)。未來(lái)，挖掘二維數(shù)據(jù)在深度方向的指示能力也應(yīng)成為獲取三維預(yù)測(cè)要素的重要途徑之一。

3.2 數(shù)值模擬方法

數(shù)值模擬方法作為一種新的方法技術(shù)手段，已開(kāi)始逐步應(yīng)用于成礦過(guò)程和機(jī)制的研究，從定量化的角度進(jìn)一步深化對(duì)成礦作用相關(guān)理論的理解，同時(shí)也可為深部礦產(chǎn)資源的找礦預(yù)測(cè)提供理論指導(dǎo)和找礦方向(Weisetal., 2012; 賈蔡等, 2018; Lietal., 2019)。目前，已有部分國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了相關(guān)領(lǐng)域的研究探索，例如對(duì)礦床形變、流體流動(dòng)、熱傳導(dǎo)的耦合模擬，明確礦床空間定位的控制因素(Liuetal., 2011, 2012, 2014, 賈蔡等, 2014, 2018)。隨著數(shù)值模擬算法和計(jì)算能力的提高，三維數(shù)值模擬方法已能夠在真實(shí)的三維地質(zhì)模型和邊界條件的約束下開(kāi)展計(jì)算研究(趙義來(lái)和劉亮明, 2011; 孫濤等, 2011; Lietal., 2016, 2019)，模擬和預(yù)測(cè)成礦有利空間或位置，相關(guān)成果可為深部找礦預(yù)測(cè)提供新的三維預(yù)測(cè)信息(圖10)。如Lietal. (2019)將三維數(shù)值模擬方法與三維成礦預(yù)測(cè)方法進(jìn)行結(jié)合，結(jié)果顯示數(shù)值模擬方法能夠有效提高成礦預(yù)測(cè)結(jié)果的預(yù)測(cè)能力，可為深部礦產(chǎn)資源的找礦預(yù)測(cè)提供新的有效的預(yù)測(cè)信息。目前正在實(shí)施的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“深地資源勘查”專項(xiàng)中也有大量課題正在開(kāi)展相關(guān)研究。預(yù)期在未來(lái)的幾年，該領(lǐng)域?qū)⒊蔀閲?guó)內(nèi)外深部礦產(chǎn)資源找礦預(yù)測(cè)的熱點(diǎn)研究方向，也將產(chǎn)出大量研究成果。

圖10 月山礦田三維成礦過(guò)程數(shù)值模擬(據(jù)Li et al., 2019)Fig.10 Three-dimensional numerical simulation of mineralization process of the Yueshan ore field (after Li et al., 2019)

3.3 大數(shù)據(jù)及機(jī)器學(xué)習(xí)

大數(shù)據(jù)目前正在引發(fā)地球科學(xué)領(lǐng)域一場(chǎng)深刻的革命(張旗和周永章, 2018)。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷進(jìn)步，大數(shù)據(jù)思維在現(xiàn)代成礦預(yù)測(cè)中的應(yīng)用越發(fā)廣泛。目前，機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)的算法已逐步被應(yīng)用于成礦預(yù)測(cè)領(lǐng)域，如周永章等(2017)認(rèn)為以地質(zhì)-礦床大數(shù)據(jù)平臺(tái)為依托，利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與高性能計(jì)算能力，能夠建立智能地質(zhì)-礦床模型，為成礦預(yù)測(cè)提供理論支持和幫助；吳永亮等(2017)利用大數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)找礦專題數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法對(duì)地質(zhì)專題數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的挖掘和提取，研究了基于大數(shù)據(jù)智能的找礦模型預(yù)測(cè)方法；Zuo (2017)及Zuo and Xiong (2018)基于機(jī)器學(xué)習(xí)方法開(kāi)展了地球化學(xué)異常的識(shí)別，研究顯示機(jī)器學(xué)習(xí)方法是多元地球化學(xué)異常識(shí)別的有效工具；Sunetal. (2019)利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法開(kāi)展了成礦預(yù)測(cè)研究，研究顯示機(jī)器學(xué)習(xí)方法可以很好地應(yīng)用于成礦預(yù)測(cè)研究，具有良好的研究和應(yīng)用潛力。

上述研究主要針對(duì)理論方法和二維地學(xué)數(shù)據(jù)開(kāi)展研究和應(yīng)用。三維地學(xué)數(shù)據(jù)具有海量、多元、多維的特征，理論上更適應(yīng)于大數(shù)據(jù)及機(jī)器學(xué)習(xí)方法的應(yīng)用，其對(duì)于三維成礦預(yù)測(cè)過(guò)程中預(yù)測(cè)指標(biāo)的確定、預(yù)測(cè)模型的定量化研究、數(shù)據(jù)融合及靶區(qū)預(yù)測(cè)等均具有十分重要的意義(周永章等, 2017, 2018)。因此，大數(shù)據(jù)及機(jī)器學(xué)習(xí)方法顯而易見(jiàn)將成為三維成礦預(yù)測(cè)領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢(shì)。

4 結(jié)論

綜上所述，三維成礦預(yù)測(cè)理論方法經(jīng)多年發(fā)展，其理論和實(shí)踐已逐漸趨向成熟，以顯式三維建模向隱式三維建模發(fā)展、三維成礦預(yù)測(cè)方法體系建立、三維成礦定量預(yù)測(cè)軟件系統(tǒng)成功研發(fā)等為標(biāo)志，表明成礦預(yù)測(cè)已經(jīng)由二維進(jìn)入三維發(fā)展階段。面對(duì)深部礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)對(duì)于數(shù)據(jù)充分挖掘的需求和挑戰(zhàn)，隱式三維地質(zhì)建模技術(shù)、二維數(shù)據(jù)的有效三維推演、數(shù)值模擬方法以及大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等方法技術(shù)的進(jìn)步將合力推動(dòng)三維成礦預(yù)測(cè)方法和應(yīng)用得到進(jìn)一步的發(fā)展，為深部礦產(chǎn)資源的預(yù)測(cè)勘探提供更為有效、可靠的依據(jù)。

謹(jǐn)以此文敬賀恩師岳書(shū)倉(cāng)教授八十八華誕！在此向恩師匯報(bào)工作成果，衷心感謝岳老師對(duì)我從事成礦預(yù)測(cè)方向研究的諄諄教誨與大力支持！