基于GIS的多元成礦預測--以廣西河池保平、龍頭等地區為例

■文明

（廣西壯族自治區地質調查院廣西南寧530023）

基于GIS的多元成礦預測--以廣西河池保平、龍頭等地區為例

■文明

（廣西壯族自治區地質調查院廣西南寧530023）

本文利用遙感技術手段，結合地質、礦產、遙感等信息，在研究工作區典型礦床的地質、遙感、成礦地質條件、成礦規律基礎上，建立了典型礦床的遙感解譯標志和遙感綜合找礦模式，利用GIS數理統計和空間分析，基于MRAS建立成礦預測模型，對區域進行找礦遠景評價，初步建立了在南方高植被覆蓋下遙感地質調查方法。

GIS技術遙感技術成礦預測模型多元信息成礦預測

1　研究區及其地質背景

研究區位于廣西北部，北起側嶺鄉、南至弄檔一帶，西起弄從、東至英瑞一帶；工作區出露地層有泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系及第四系等。本區泥盆系地層分布于北香、五圩、龍頭、魚峒一帶，沉積類型多樣，有臺地碳酸鹽巖相、槽盆相，中泥盆統塘丁組、那標組及上泥盆統榴江組是本區最有利的含礦層及含礦圍巖。下石炭統巖性變化大，主要為碎屑巖、碳酸鹽巖，局部為硅質巖，巖石組合復雜，相變迅速，含有錳、磷、煤等沉積礦產，厚數十至千余米。區域出露中二疊統和上二疊統，上二疊統主要為合山組和領好組，合山組為重要的含煤及鋁土礦層位。

工作區構造上位于江南古陸南西緣、右江再生地槽北東緣的南丹—河池地區褶斷帶，屬古特堤斯構造域和太平洋構造域的復合部位。北西向的南丹—昆侖關深大斷裂帶和復式背斜構成了區內的主要構造格架。此外，南北向及北東向斷裂、褶皺亦較發育。北西向南丹—昆侖關深大斷裂是主要控巖、控礦和控相構造。

工作區位于廣西南丹-河池錫多金屬成礦帶南段，已發現數十處礦產地，礦種有鉛、鋅、金、砷、銻、汞、錳等，其中大型礦床4處、中型礦床4處、小型礦床（點）25處。

2　技術路線

（1）資料收集整理：收集工作區基礎地質、物探、化探、ETM+影像、典型礦區的地質和遙感地質等方面的資料；

（2）野外踏勘：選擇典型礦床做對比研究，調查礦產地分布位置，礦區地層、構造、巖漿巖、圍巖蝕變、地形地貌及植被分布特征，初步建立遙感解譯標志和蝕變信息提取模型；

（3）遙感地質解譯和信息提取：對區域的地層和構造進行遙感地質解譯，并提取羥基和鐵染異常，利用礦產地數據與遙感組合異常進行空間分析，進行遙感異常評價；

（4）綜合分析：對區域的礦產、地層、構造、遙感等進行綜合分析，確定參與成礦預測的證據因子；

（5）典型礦床的遙感綜合找礦模式：通過研究典型礦區，闡明其礦床地質特征及遙感地質特征，從而總結遙感地質找礦規律。

（6）成礦遠景區的劃分：基于MRAS系統的成礦預測模型的建立，根據成礦后驗概率，結合成礦地質、礦產、遙感特征，圈定預測區。

3　綜合成礦預測方法

3.1成礦理論

80年代年，國際礦床學界在成礦理論研究諸領域，如礦床成因、成礦機制、時空展布諸方面取得了令人矚目的進展（涂光熾，2001）。在綜合前人在工作區成礦成因及成礦模式研究的程度上，引進了與之相關的新的成礦理論，主要有：

（1）同生層控礦床

（2）生物成礦理論

（3）邊緣成礦理論及預測

（4）劉寶珺院士等“地質流體成礦”理

3.2成礦預測方法

在傳統的金屬礦產成礦預測工作中，通常以“相似類比原理”進行模型預測為主，該模型預測具有強烈的針對性，它只適用于找同類型礦床，而不能發現新類型、難識別礦床，且大多以經驗和定性地確定成礦類比模型。在對工作區的成礦預測中既繼承了傳統的預測方法，又結合了新的成礦預測方法，主要有：

（1）基于地質異常的“5P”找礦理論，即成礦可能地段（probable ore-formingarea）、找礦可行地段（permissive ore-findingarea）、找礦有利地段（preferable ore-finding area）、礦體資源體潛在地段（potential mineral resources area）和礦體遠景地段（perspective ore body area）（唐賓，2000）。（2）成礦構造解析找礦理論與方法。（3）“三源”成礦及預測。（4）王世稱教授等“綜合信息成礦預測”理論。（5）定量組合控礦理論。（6）找礦信息量法（趙鵬大，1983）。（7）證據加權模型（F.P. Agterberg、Bonham-Carter）。

3.3成礦預測的軟件基礎

基于MapGis平臺開發了礦產資源GIS評價系統（MRAS），其中有利用證據權重模型進行礦產資源定量評價的子系統。

3.4基于MRAS系統的成礦預測模型

MRAS系統實現礦產預測工作的方法，目前使用的主要有三種模型：（1）證據找礦信息量加權模型；（2）基于GIS礦產定量綜合信息預測模型；（3）經驗模型標志交互查詢搜索模型。

3.5預測礦種和成礦預測模型的確立

本次遙感調查的工作區是我國錫銻鉛鋅多金屬的重要成礦帶，預測礦種為Sn、Sb、Pb、Zn、Mn等。

本次采用證據找礦信息量加權模型進行成礦預測，實現成礦預測的“三定”，即定量、定位、定概率。

3.6成礦預測證據因子的選擇與變換

（1）劃分預測單元。證據找礦信息量加權模型以一個預測單元只含有一個礦產地為依據，將工作區劃分為一定的統計單元（網絡或自由單元）。本次成礦預測的采用覆蓋工作區的自由網格單元，其間距為1km×1km。

（2）證據因子的選擇與變換。確立預測礦種后，通過研究典型礦區的地質、礦產、遙感等資料，建立了工作區地質、礦產、遙感找礦特征，選擇與成礦有關的證據因子，并進行合理的量化變換（統一生成面狀文件），再參與綜合成礦預測。

3.7證據找礦信息量加權模型的應用

（1）提取礦產地圖層，選擇自定義的自由網格單元（1km×1km）；（2）選擇覆蓋工作區范圍的模版面文件，搜索含礦網格單元，生成含礦網格圖層；（3）分別將篩選和變換處理的各證據因子的專題圖層與含礦網格圖層相疊加，并進行先驗概率及權重（W+，W-）計算，篩選找礦先驗概率和正權值相對較大的因子參與下一步預測流程；（4）將篩選后的各種因子進行獨立性檢驗，篩選出相對獨立、不重復的證據因子。經過如上處理，最終選擇的證據因子最能反映所要預測的礦種信息，各因子之間是唯一的，最后參與找礦后驗概率計算。

4　成礦預測劃分

根據成礦后驗概率，結合成礦地質、礦產、遙感特征，將單元找礦信息量有利度用色塊或等值線表達出來，確定預測區劃分的下限值，圈定預測區。

4.1預測區劃分原則

找礦預測基礎是成礦地質條件、成礦規律及遙感信息。預測要素包括8個要素：賦礦層位、地層熵、線密度、地質復雜度、遙感組合異常、遙感蝕變強度、環形構造、斷層緩沖區。根據《固體礦產成礦預測基本要求》、《礦產資源遙感調查技術要求（1:250000/1:50000）》將

預測區劃分為A、B、C等3個級別：

A類找礦預測區：找礦后驗概率高，與己知典型礦床遙感找礦模型表達的預測準則吻合程度很高，具有十分有利的成礦地質條件，甲類遙感異常明顯，有礦床、礦點分布，資源潛力大或者較大，埋藏在可采深度以內，可建議優先安排礦產勘查的地區。

B類找礦預測區：找礦后驗概率中等，與己知典型礦床遙感找礦模型表達的預測準則吻合程度中等，具有較好的成礦地質條件，甲類-乙類遙感異常明顯，有礦點、礦化點分布，推測有一定資源潛力，可考慮安排地質找礦工作的地區。

C類找礦預測區：找礦后驗概率低—中等，具有成礦地質條件，乙類—丙類遙感異常明顯的地段，有可能發現資源，可考慮探索的地區，或在現有礦區外圍或深部，有預測依據但資源潛力較小的地區。

4.2預測區基本概況

根據找礦后驗概率，結合成礦地質條件及成礦規律，本次工作區共圈定了42處預測區，其中A類13個、B類12個、C類17個。

5　結論

通過綜合成礦預測，預測結果與已知礦床點套合得十分理想，絕大部分礦床點均落在預測遠景區中，且大部分落在預測區后驗概率值較大的區域中，說明該方法的準確程度較高。這些都進一步說明了預測結果對該區的進一步找礦具有重要的指導意義。

總的來說，通過基于GIS的MRAS系統提供的證據找礦信息量加權模型對廣西河池保平、龍頭等地區進行綜合成礦預測，進一步揭示了研究區以錫銻多金屬為主的礦產分布規律和找礦遠景。同時，預測結果為工作區有關的礦產提供了多元信息的佐證，且為研究區進一步部署勘查找礦工作提供了定量評價預測遠景區的科學依據。

［1］何衛軍，文明，鄭健等.廣西保平等6幅1：5萬礦產調查遙感綜合調查成果報告.廣西壯族自治區遙感中心，2010（10）.

［2］趙鵬大，陳永清，劉吉平等.地質異常成礦預測理論與實踐.-武漢：中國地質大學出版社，1999年9月.

［3］蔣雷鳴，等.基于GIS的多元信息綜合成礦預測-以路白山一帶銅、銀礦為例.新疆大學.2011（6）.

P2［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-197-2

文明（1984～），男，畢業于中國地質大學（武漢），本科，工程師，研究方向為地質礦產、遙感地質。