地質(zhì)資料信息中找尋“礦產(chǎn)”

劉春來

摘 要：成礦預(yù)測是根據(jù)地質(zhì)成礦理論，通過對大量地質(zhì)資料信息的綜合研究和統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)其規(guī)律性，從而對可能存在的礦產(chǎn)資源進行空間分布和資源量預(yù)測。地質(zhì)找礦是一項探索性很強的工作。地質(zhì)找礦通常需要經(jīng)歷一個由面到點、由表及里、由淺入深的過程，所以每一輪基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查或礦產(chǎn)勘查工作的成果資料，都必然成為下一輪更深入的地質(zhì)找礦工作的依據(jù)。這就決定了地質(zhì)資料具有可被重復(fù)開發(fā)利用的功能。地質(zhì)資料信息在成礦預(yù)測中的應(yīng)用，就是其重復(fù)開發(fā)利用的一個重要方面。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)資料;數(shù)據(jù)處理;預(yù)測方法

一、成礦預(yù)測的資料信息條件

成礦預(yù)測是根據(jù)地質(zhì)成礦理論，通過對大量地質(zhì)資料信息的綜合研究和統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)其規(guī)律性，從而對可能存在的礦產(chǎn)資源進行空間分布和資源量預(yù)測。預(yù)測的可信度在很大程度上決定于對地質(zhì)資料信息的占有程度。因此，充分的地質(zhì)資料信息是成礦預(yù)測的必備條件。一般情況下，成礦預(yù)測必須具備三個地質(zhì)資料信息條件。首先是基礎(chǔ)地質(zhì)資料信息，包括各種比例尺的區(qū)域地質(zhì)、礦產(chǎn)調(diào)查資料，各種比例尺的區(qū)域地球化學(xué)（巖石、土壤、水系沉積物）測量資料，各種比例尺的區(qū)域地球物理（磁法、重力、電法、放射性等）測量資料，各種比例尺的遙感地質(zhì)資料。其次是礦產(chǎn)勘查資料信息，包括各時期、各階段、各種工作程度的礦區(qū)勘查成果資料，各種找礦標(biāo)志資料，礦山開發(fā)利用資料（開采量、保有資源儲量、礦體形態(tài)、規(guī)模、類型及礦石品位變化情況等），閉坑礦山資料。再次是專題研究和綜合研究資料信息，包括基礎(chǔ)地質(zhì)（地層、巖漿巖、構(gòu)造）研究資料，礦床地質(zhì)（礦床類型、成礦條件、成礦模型、找礦標(biāo)志等）研究資料，各種比例尺的成礦區(qū)劃和成礦預(yù)測資料，各時期的礦產(chǎn)資源總量預(yù)測資料，各種地質(zhì)找礦和礦產(chǎn)勘查方法資料。

二、地質(zhì)資料信息的整合與數(shù)據(jù)處理

地質(zhì)資料信息的整合應(yīng)遵循以下原則：剔除與所預(yù)測的礦產(chǎn)種類不相適應(yīng)的地質(zhì)資料信息;剔除孤立的、無相應(yīng)成果資料支撐的地質(zhì)資料信息;剔除各類工程、取樣和分析測試明顯不符合規(guī)范要求的地質(zhì)資料信息;基礎(chǔ)地質(zhì)資料信息、礦產(chǎn)勘查資料信息、科研資料信息分別進行整合;不同工作時期、不同工作階段和不同工作程度的地質(zhì)資料信息分別進行整合;不同成礦理論、不同礦床類型、不同成礦模式的地質(zhì)資料信息分別進行整合。由于各種成礦預(yù)測方法的變量選擇和數(shù)據(jù)類別不盡相同，所以數(shù)據(jù)處理的方式也不盡相同。但無論何種預(yù)測方法，原則上都要通過對變量間的相互關(guān)系分析，對數(shù)據(jù)進行分類。

（一）相關(guān)分析：主要用來分析預(yù)測區(qū)內(nèi)各類地質(zhì)因素（變量）與所預(yù)測的礦產(chǎn)成礦地質(zhì)條件之間的相關(guān)程度，如各類地質(zhì)體中各種元素的豐度與成礦元素豐度的相關(guān)程度，各種地球物理參數(shù)與礦化強度的相關(guān)程度等，以便在成礦預(yù)測時可根據(jù)各變量的相關(guān)系數(shù)給該變量賦值。一般常用的相關(guān)分析方法即可對數(shù)據(jù)進行此項處理。

（二）判別分析：主要用來判別預(yù)測區(qū)內(nèi)各類地質(zhì)因素（變量）是否有利于所預(yù)測的礦產(chǎn)成礦，據(jù)此對變量進行分類。數(shù)據(jù)處理方法首先要將預(yù)測區(qū)內(nèi)已知礦產(chǎn)地的各類有利的成礦地質(zhì)因素（變量）列為A類，已知無礦地段的與之相對應(yīng)的各類地質(zhì)因素（變量）列為B類，然后在預(yù)測區(qū)內(nèi)的各個預(yù)測單元取若干個與之相應(yīng)的變量，組成A、B兩類矩陣，通過以下計算程序作出判別。計算A、B兩類中各變量的均值和預(yù)測區(qū)全部樣品均值;計算預(yù)測區(qū)全部樣品各變量的變異系數(shù);計算預(yù)測區(qū)全部樣品各變量的得分（即各變量值除以全部樣品均值與該變量變異系數(shù)的乘積）;計算A、B兩類的得分（即各類中每個變量得分的總和）;計算預(yù)測區(qū)全部樣品各變量的平均值和判別臨界值（各變量平均值等于各變量得分除以該變量樣品數(shù)，臨界值等于A、B兩類得分之和除以樣品總數(shù)）;計算預(yù)測區(qū)內(nèi)各預(yù)測單元的得分并根據(jù)臨界值歸為A類或B類。

三、成礦預(yù)測方法與流程

成礦預(yù)測方法總體可分為數(shù)學(xué)模型法和主觀模型法兩大類。前者是在地質(zhì)資料信息較充分的前提下，建立已知礦床的成礦數(shù)學(xué)模型，通過預(yù)測區(qū)成礦條件與數(shù)學(xué)模型的比擬，進行預(yù)測。

主要方法有地質(zhì)概念模型法、礦床值統(tǒng)計模型法等，其中又包含了多種數(shù)理統(tǒng)計方法，如特征分析法、邏輯信息法、找礦信息量法、蒙特卡洛法等等。后者則主要通過預(yù)測人員的實際經(jīng)驗進行預(yù)測，然后采用德爾菲法綜合分析多名預(yù)測人員的預(yù)測成果，得出最終預(yù)測結(jié)果。成礦預(yù)測方法還在不斷地完善、發(fā)展和進步，但無論何種方法，也無論如何發(fā)展，地質(zhì)資料信息都是必不可少的前提條件。地質(zhì)概念模型是在研究已知礦床成因、成礦地質(zhì)條件和找礦標(biāo)志的基礎(chǔ)上，建立已知礦床特征模型，然后用各種數(shù)理統(tǒng)計方法求解各地質(zhì)因素（變量）在成礦作用過程中的貢獻(xiàn)大小或指示成礦的顯著性大小，并推廣到預(yù)測區(qū)，從而達(dá)到預(yù)測目的。

建立綜合邏輯矩陣表：選擇與成礦作用有關(guān)的A類地質(zhì)因素作為變量，并對變量賦值，建立已知礦床（或已知單元）模型的邏輯矩陣。變量的賦值視變量與成礦地質(zhì)條件的相關(guān)程度而定。所賦值通常在0～9之間，相關(guān)系數(shù)大，則賦值也大，不相關(guān)，則賦值為0。

確定預(yù)測范圍：根據(jù)地質(zhì)資料信息條件和工作任務(wù)確定預(yù)測范圍，當(dāng)?shù)刭|(zhì)資料信息條件不充分時，通常選擇地質(zhì)工作程度相對較高的已知成礦遠(yuǎn)景區(qū)作為預(yù)測范圍。

確定模型單元：模型單元的大小和多少也視資料信息條件而定。若資料信息充分，模型單元面積可小一些，則模型單元的數(shù)量就會多一些，預(yù)測的精度也會高一些。

變量檢驗：通過各變量相關(guān)頻數(shù)比的計算，剔除相關(guān)頻數(shù)比較小的變量，使所選變量能真正體現(xiàn)其在成礦過程中的作用。相關(guān)頻數(shù)比Pi=Mi/Ni，Mi為第i個變量對于預(yù)報量（礦化）報對的個數(shù)，Ni為第i個變量對于預(yù)報量報錯時，其他變量跟著錯的個數(shù)。Mi大表示i變量在成礦過程中的作用穩(wěn)定，代表性強;Ni小表示i變量的獨立性強，在成礦過程中的作用大，故Pi可作為衡量變量優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。

選擇模型單元建立已知礦床模型邏輯矩陣。根據(jù)不同的礦產(chǎn)成因類型，選擇模型單元建立已知礦床模型，每個模型單元與上述第4流程確定的相應(yīng)變量的賦值，構(gòu)成已知模型邏輯矩陣。

計算變量權(quán)系數(shù)。權(quán)系數(shù)的大小代表變量與礦產(chǎn)的密切程度。首先求解已知模型單元邏輯矩陣的乘積矩陣，對不同成因類型的乘積矩陣分別用平方和法求解各變量矢量長度和用乘積矩陣主分量法求解最大特征值對應(yīng)的特征向量。若兩種計算結(jié)果近似，則以各變量的矢量長度為變量權(quán)系數(shù)。

計算已知模型單元與預(yù)測單元的關(guān)聯(lián)度。關(guān)聯(lián)度等于參加計算的各個變量的Aij與aj乘積的總和。Aij為綜合邏輯矩陣中第i單元j變量的權(quán)系數(shù)，aj為已知模型單元j變量的權(quán)系數(shù)。

資源量回歸計算。根據(jù)各單元關(guān)聯(lián)度和已知模型單元的資源量，采用回歸方程計算各預(yù)測單元的資源量。

資源量空間分布評價。根據(jù)各單元關(guān)聯(lián)度分布及所對應(yīng)的資源量分布特征，對資源量的空間分布作出判斷與評價，實現(xiàn)礦產(chǎn)資源的定量、定位預(yù)測。

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