礦區地質預測方法

強巴旺堆

摘 要：隨著地質數據收集技術和數據處理技術的迅速發展及成礦理論的進展， 礦產地質預測方法也取得了長足的發展，在定性和定量預測上建立了一套完整體系，現階段的成礦預測方法也更加科學和完善。文章結合近年來國內外在此技術領域取得的進展以及發展趨勢，分析礦區地質在定性和定量方面的預測方法。

關鍵詞：礦區地質；定量預測；地質預測；統計預測

1 礦區地質定性預測方法

1.1 礦區統計預測方法

工作內容包括：提出礦區統計預測任務的要求；收集資料和進行野外工作；劃分統計單元，在單元內進行地質變量選擇和定量；運用正確的數學方法建立各種地質環境地質數學模型，對有利地段內礦體的位置、數量、質量、規模及可能出現概率做出定量預測。

（1）預測單元的劃分。統計單元是按一定大小和形狀，在地質圖上劃分等面積、等形狀的小塊，是礦區統計預測中進行觀測和取值的最基本單位。要求單元劃分具有統一的地質意義和劃分要求，保證抽樣具隨機性、代表性、獨立性、分布性和對比性。單元面積大小，要按照礦區統計預測內容、研究精度、比例尺大小及控制礦體變化性的地質條件的復雜程度決定。在控制礦體變化性地質條件復雜、控礦因素變化較大時，劃分單元要相對小些。單元形狀按地質變異程度，可選擇正方形或長方形。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。可建立起預測數學模型，開展對未知區的預測。

（2） 常用統計預測方法。主要有回歸分析法預測、判別分析法預測和聚類分析法預測等。

1.回歸分析法預測法。主要用來研究礦床值與控礦因素之間的關系，通過控礦因素預測礦床值；研究礦床中各元素之間的關系，按一些元素含量（儲量） 預測主要成礦元素含量（儲量），或根據一些元素含量來預測礦體延伸；研究礦體品位與某些標志（厚度、體重等） 間的關系，可通過體重、厚度預測品位。

2.判別分析預測法。它解決的基本問題是樣品的歸屬問題。用此方法可區別礦體異常和非礦體異常，進行地質體的含礦性評價，區別礦化巖體與非礦化巖體，區別礦源層或隔水層，區別有價值鐵帽和無價值鐵帽等。礦區預測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.聚類分析預測法。它是以描述研究對象標志作為變量，按照這些變量中研究對象的相似程度，對它們進行分類。這種分類特點是，在不存在事先分類的條件下進行，比較客觀地反映研究對象本身的差別和內在聯系，防止分類的主觀性問題

（3）變量選取與定量地質變量。變量選取與定量地質變量是控制礦產形成與分布的地質條件和某一成礦特征標志所取不同數值的量，如地層、構造、巖性、巖漿巖、變質作用、地球物理場、遙感等方面的礦化信息標志，或用來反映地質體含礦性的一些特征參數值。地質現象錯綜復雜，反映不同地質特征的地質現象也各不相同，地質變量所取數值也不同。采用定性與定量兩種地質變量來說明這些性質的差異。定性地質變量說明地質體某種屬性、狀態，而沒有數量的概念。定量地質變量不僅說明地質體的某種屬性、狀態，而且還有數量的概念，彼此之間可以比較大小，定量的表示出它們的差異性。在礦區預測中，當確定了預測目標和預測范圍后，就應進行變量的選取。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的控礦因素和標志。為獲取某個地質變量的具體數值，可采用直接測定和間接測定的方法。

1.2 地質結構預測方法

（1）單因素預測。就是從一個或幾個控礦因素、控礦規律分別進行預測，一般是構造預測、巖體預測、地層--巖性--巖相--古地理環境預測、分帶性和剝蝕保存程度預測、共生規律預測等，單因素預測是綜合因素預測的基礎。包括：1） 煤田礦床構造預測。2） 巖漿巖體預測。3） 根據地層、巖性、巖相、古地理條件進行成礦預測。4） 根據變質作用條件進行成礦預測。5） 研究礦床分帶規律，建立分帶模式，進行成礦預側。

（2） 多因素綜合預測。這是用多種地質因素和地質、物探、化探等方面的礦化信息，進行綜合預測。需抓住以下幾個問題：應全面收集各種控礦因素和地質、物探、化探的礦化信息；要去粗取精，去偽存真，對控礦因素和地質、物探、化探的礦化信息進行篩選，找出對預測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，按照因素對預測的重要程度，劃分為最優值級、有利值級、中性值級和不利值級；要在已知礦床成礦模式的基礎上，結合預測區可能獲得的信息，建立預測模型。

2 礦產資源定量預測方法

法國學者Allais （ 1957） 開創了定量成礦預測的先河， 他在對美國西部含礦盆地進行成礦預測時， 把預測區劃分成許多面積相等的單元， 提出每個單元中的礦床數目服從泊松分布。60 年代至80 年代中期， 隨著計算機技術的逐步發展， 采用概率論和數理統計方法進行成礦預測取得了突破性的進展。信息量法、證據權重法等一批新的預測方法開始應用于成礦預測中。現代礦產資源預測主要應用的方法及未來發展方向歸結如下：

2.1 多種找礦信息的綜合應用

應用多種信息（如地質、物探、化探、遙感等） 進行找礦預測是目前找礦工作發展的一個重要趨勢。但各種資料如何達到有機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） 甘孜造山帶成礦規律與成礦預測研究中， 總結出以成礦系統、地質異常理論為指導， 以成礦規律研究為基礎， 以/ 3S0技術為支撐， 以多元信息處理為手段， 以礦床系列為對象，開展區域礦產資源預測與潛力評價的思路。近幾年來在礦床定量預測的實踐中已注意到這個問題， 并逐步去解決它。

2.2 三維空間成礦預測工作的展開

三維空間的預測也稱立體預測。隨著找礦工作的發展， 需要從中小比例尺的面上預測進入大比例尺的深部預測。這方面的工作我國開展較晚。但它是近幾年來找礦工作的主要研究方向之一。用統計分析和空間定位等方法建立礦床值與控礦因素間定量聯系的三維數學模型。

2.3 基于GIS 的成礦預測方法廣泛

地理信息系統（ GIS） 克服了傳統信息技術無法反映數據空間屬性的缺點， 通過一系列空間操作和分析方法使研究數據可視化、思維可視化。可使地質、物化探、遙感等地學多源信息進行計算機分層管理、空間信息快速查詢和檢索、按不同目的對多源信息進行疊置構成所需的綜合圖件。目前GIS 用于礦產預測主要有兩類方法。一是利用GIS 的基本空間分析功能研究地質礦產實體的空間關系， 對未知地段找礦遠景作直觀評價， 如通過控礦因素的疊置分析可以圈出找礦有利地段；二是與數學模型相結合進行預測， 即將各種預測方法移植到GIS 中。結合后的預測方式可概括為： 利用GIS 空間數據庫提取輸入信息y 利用預測方法分析信息y利用GIS 圖形功能顯示結果[ 24， 36] 。顯然在礦產預測中只使用GIS 的基本空間分析功能是不夠的， 因為這些功能一般較少涉及各種地質變量之間及它們與礦產之間的數量或統計關系， 而這些關系是成礦規律的體現， 是預測的主要依據。

參考文獻

[1] 陳守余， 周梅春. 人工神經網絡模擬實現與應用[ M] . 武漢： 中國地質大學出版社， 2000.

[2] 趙鵬大， 呂新彪. 長江中下游地區地質異常及成礦預測BP 模型[M] . 武漢： 中國地質大學出版社， 1999.

[3] 張振飛. GIS 支持下的礦產預測單元簇法[ M].西安： 陜西科技出版社， 2001.