模糊綜合評價法在實物地質資料篩選分級中的應用：以我國錫礦實物地質資料為例

易錦俊 ，張新元 ，季根源 ，楊　兵 ，孔令湖

(1.中國地質大學(北京)地球科學與資源學院，北京 100083；2.國土資源實物地質資料中心，河北 三河 065201；3.中國地質調查局發展研究中心，北京 100037)

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模糊綜合評價法在實物地質資料篩選分級中的應用：以我國錫礦實物地質資料為例

易錦俊1，2，張新元3，季根源2，楊兵2，孔令湖2

(1.中國地質大學(北京)地球科學與資源學院，北京 100083；2.國土資源實物地質資料中心，河北 三河 065201；3.中國地質調查局發展研究中心，北京 100037)

摘要：礦產實物地質資料的篩選分級是實物地質資料采集、收藏的必要環節。本文在前人研究的基礎上，引入模糊綜合評價法，以地質特征、成礦背景和經濟特征3類8項為評判因素，建立礦產實物地質資料的篩選分級評判模型。同時，以我國典型錫礦床為例，根據錫礦床的成礦背景、成礦區(帶)、成礦時代、成因類型等資源分布特征，采用模糊綜合評價法對錫礦實物地質資料進行篩選分級。結果表明，利用模糊綜合評價法進行篩選分級是一種較為有效的手段。

關鍵詞：實物地質資料；模糊評判；錫礦資源；成礦時代；成因類型

實物地質資料的篩選分級是實物地質資料采集、收儲并提供服務的必經環節，它是按照一定的原則和程序，從地質工作產生的大量實物地質資料中，挑選出各級館藏機構藏品的過程。根據實物地質資料代表性、典型性、特殊性的原則，我們可以篩選(出Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類三個等級的實物地質資料。

前人對實物地質資料的篩選分級進行了大量的研究，包括實物地質資料篩選分級的意義、因素和原則[1-4]，以及國家實物地質資料庫礦床名錄的確定[5-7]等。但這些研究成果均未從實際操作的角度解決實物地質資料的篩選分級問題。尤其是礦產實物地質資料的篩選，常用的方法是以礦產資源分布等地質因素的綜合考量來劃分其等級，這是一種以個體經驗為依據的定性評判，具有很大的偶然性和主觀性。而模糊綜合評價法是一種基于模糊數學的綜合評判方法，它根據模糊數學的隸屬度理論把定性評價轉化為定量評價，具有結果清晰、系統性強的特點，適合各種非確定性問題的解決[8]。因此，它為受多因素影響的實物地質資料篩選分級提供了一種新的手段。本文以我國典型錫礦床為例，在分析我國錫礦資源總體分布特征的基礎上，嘗試應用模糊綜合評價法開展實物地質資料的篩選分級研究，以期為全國實物地質資料的篩選工作提供借鑒和參考。

1評判模型的建立

前人的研究表明，資源分布特征(包括成礦區(帶)、成礦時代、成因類型等方面)是礦產實物地質資料篩選的主要考慮因素[4-7]。根據前人對固體礦產實物地質資料篩選的研究成果，結合當前地質工作的服務需求，筆者選取地質特征、成礦背景和經濟特征3大類共8個要素作為篩選分級評判因素。

由于各評判因素變量都是離散型的，其隸屬度和權重的確定均采用專家打分的形式。各因素的評判標準見表1。

表1　評價因子及分級標準

具體綜合評判步驟如下所示。

1)確定因素集U=(U1，U2，U3)。

2)確定評判集V=(V1，V2，V3，V4)。

3)進行單因素評判，得到隸屬度矩陣。

4)確定各因素的權重值；計算綜合評判向量，對于權重A=(a1，a2，…，an)，計算B=A·R。

5)根據最大隸屬度原則作出評判。

2模型應用

中國是世界上錫礦資源最豐富的國家[9]，錫礦作為國家優勢礦種和重點礦種，筆者認為十分有必要以我國典型錫礦床為研究對象、利用模糊綜合評價法對其進行實物地質資料的篩選分級研究。

2.1中國錫礦資源總體分布特征

2.1.1成礦構造背景和重要成礦區(帶)

受大地構造的強烈控制，我國錫礦床主要沿幾個特定的大地構造部位呈帶狀集中分布，特別是板塊俯沖碰撞所形成的環太平洋、特提斯―喜馬拉雅、天山―大興安嶺等深斷裂體系和造山帶[10-12]。集中分布的錫礦床由此形成了5大錫礦成礦區(帶)[13]：華南錫多金屬成礦區、東南沿海錫礦成礦帶、三江錫礦成礦帶、揚子地臺西南緣錫礦成礦區、大興安嶺錫多金屬成礦區。

華南錫多金屬成礦區集中了我國大部分的錫礦資源，分布有一系列的大型、超大型礦床，如世界聞名的個舊、大廠、柿竹園超大型礦床均分布于該區域；而三江錫礦成礦帶、揚子地臺西南緣錫礦成礦區、大興安嶺錫多金屬成礦區則僅零星分布幾個大型礦床，資源儲量占比相對較??；同時，在準噶爾造山系、天山造山系、秦嶺造山系、東昆侖造山系、祁連造山系等地區也有少量錫礦床分布。

2.1.2成礦時代

除新生代為砂錫礦外，中國原生錫礦大部分與各時代花崗巖有關，各時代的錫礦床時空分布特點突出，一般認為其成礦時代主要有：元古宙、加里東期、海西期、印支期、燕山期和喜馬拉雅早期[13-15]。

中國錫礦成礦時代以燕山期為主，該期錫礦資源儲量占比很大，而第四紀次之，接下來依次為元古宙、喜山期、加里東期等[13]。但是，近年來的一些研究表明，華南地區可能廣泛存在印支期的錫成礦作用[14-21]，這表明印支期可能也是我國錫成礦作用的一個重要時代。

2.1.3成因類型

錫礦主要有原生錫礦和砂錫礦兩類，我國的錫礦資源以原生錫礦為主。研究和統計表明，我國原生錫礦床大多都與花崗巖類巖體有關，而東南沿海的西嶺式礦床則與火山—次火山熱液有關[13-14，22]。據此，我國原生錫礦床主要分為矽卡巖型、石英脈型、錫石-硫化物型、云英巖型、偉晶巖型、巖體型、陸相火山巖型等7類。

據統計，矽卡巖型、錫石-硫化物型和石英脈型的錫礦床資源占比相對較多，其次是巖體型、云英巖型錫礦床，陸相火山巖型、偉晶巖型等其它類型較少[13]。

2.1.4有益組分

我國大部分錫礦床都含有共伴生的有益組分，這些共伴生元素豐富多樣，主要包括銅、鉛、鋅、鎢、鉬、銀、鉍、銻等。據統計，錫礦作為單一礦產形式出現的占比較小，大部分以主要礦產的形式出現，另有相當部分的錫作為共伴生組分開采利用，而礦石中具有工業價值的錫礦物幾乎僅有錫石一種，其它錫礦物的采選較難，甚至有部分尚無法利用的“呆礦”，如黃崗式錫鐵共生礦床[23-24]。

2.2中國錫礦典型礦床概況

根據錫礦資源總體分布特征，為使得篩選分級的研究更有代表性，本文選取了36個典型錫礦。這些礦床大部分來自于5大錫礦成礦區(帶)，少部分來自于西秦嶺成礦帶、東昆侖祁漫塔格鐵鎢銅多金屬成礦帶等其它成礦帶；既有矽卡巖型、石英脈型、錫石-硫化物型、云英巖型、偉晶巖型等主要成因類型，也涵蓋了蝕變底礫巖型、隱爆層間裂隙帶型等新類型；選取的礦床以燕山期為主，也有元古宙、喜山期、加里東期、海西期等時代的；既有聞名于世的個舊錫礦、大廠錫礦等，也有新發現的白臘水錫礦、白干湖錫鎢礦等(表2)。

表2　中國部分典型錫礦一覽表

續表2-1

續表2-2

名稱成礦背景地質特征構造背景成礦區(帶)礦床規模成礦時代成因類型礦種薩惹什克錫礦古亞洲構造域,烏拉爾蒙古造山帶,東準噶爾造山帶其它———貝勒庫都克錫礦帶小型海西期石英脈型錫喀孜別克錫礦古亞洲構造域,哈薩克斯坦地塊,伊利微板塊北東緣其它———伊利微板塊北東緣成礦帶中型海西期石英脈型錫、鎢薅壩地錫礦特提斯-喜馬拉雅構造域,羌北-揚子板塊,保山-鎮康縣背斜復合部位東南側三江錫礦成礦帶中型燕山期石英脈型錫漂塘鎢錫礦環太平洋構造域,華南晚加里東造山帶,武夷山后加里東隆起區南段華南錫多金屬成礦區大型燕山期石英脈型鎢、錫多金屬九毛錫礦環太平洋構造域;揚子地臺南緣,桂北臺隆南端揚子地臺西南緣錫礦成礦區大型元古宙錫石-硫化物型錫、銅多金屬厚婆坳錫礦環太平洋構造域,華南晚加里東造山帶,潮安-普寧斷裂與韓江斷裂交匯部位北西側東南沿海錫礦成礦帶大型燕山期錫石-硫化物型錫、銀、鉛、鋅多金屬西嶺錫礦環太平洋構造域,華南晚加里東造山帶,潮安-陂溝構造帶南端與肇慶-惠來構造帶交接部位東南沿海錫礦成礦帶中型燕山期陸相火山巖型錫

2.3錫礦實物地質資料的篩選分級

本文以郴州騎田嶺礦田白臘水錫礦為例，采用模糊綜合評價法展示實物地質資料的篩選分級過程。

2.3.1建立一級模糊評判

根據白臘水錫礦的實際情況(表2)，通過專家打分，確定各因素與實物地質資料級別相對應的隸屬度(表3)。由此可得地質特征、成礦背景和經濟特征的模糊關系矩陣R1、R2、R3。

由專家打分法確定一級權重矩陣A1、A2和A3，具體如下：A1=(0.4,0.3,0.3);A2=(0.3,0.7);A3=(0.4,0.2,0.4)。

由一級模糊關系矩陣R與一級權重矩陣A進行一級評判得到影響實物地質資料篩選分級三大因素的模糊向量b1，b2，b3：B1=A1×R1=(0.6100,0.1500,0.2400)T；b2=A2×R2=(0.5250,0.3650,0.1100)T；b3=A3×R3=(0.6800,0.1700,0.1500)T。

表3　各指標隸屬度取值表

2.3.2建立二級模糊評判

同理由專家打分法(德爾菲法)得出二級權重矩陣：C=(0.5，0.2，0.3)T。

最終B與C進行二級評判，求出影響實物地質資料篩選分級3個一級影響因素的隸屬度矩陣：

D=B×C=(0.6140，0.1990，0.1870)T

從綜合評判結果可以看出，根據最大隸屬度原則，白臘水錫礦屬于“I類”水平。

2.3.3篩選結果

根據上述步驟，依次將表2中36個典型錫礦進行綜合評價，最終結果見表4。

表4　典型錫礦篩選分級表

這些典型錫礦床中I類27個、II類8個、III類1個，I類、II類均是各成礦區(帶)、成礦時代的重要礦床，基本符合現今國內錫礦床的資源分布特點；27個I類錫礦床是國家級館藏機構的重點收藏目標，也與國家級錫礦實物地質資料名錄基本一致。

3結論

1)根據前人的研究成果，結合當前地質工作的服務需求，筆者選取地質特征、成礦背景和經濟特征3大類共8個要素作為篩選分級評判因素，并借此建立了實物地質資料篩選分級的評價模型。

2)根據實物地質資料篩選分級原則，采用模糊綜合評價法對我國36個典型錫礦床進行了篩選分級，結果表明，利用模糊綜合評價法進行篩選分級是一種較為有效的手段。但由于模糊綜合評價法中隸屬度與權重的確定是關鍵，隸屬度又與各影響因素的參數直接相關，故對各因素的參數一定要準確評估。本文采用專家調查法個人主觀因素的影響仍然較大，未來應該采用是判斷矩陣分析法等方法減少主觀判斷的影響。

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收稿日期：2015-12-07

基金項目：中國地質調查實物地質資料匯交監管與篩選示范項目資助(編號：12120114080601)

作者簡介：易錦俊(1984-)，男，漢族，江西余江人，博士研究生，工程師，攻讀中國地質大學(北京)巖石學、礦物學、礦床學專業，主要從事礦床地質研究和實物地質資料管理工作。E-mail:282062982@qq.com。

中圖分類號：P621

文獻標識碼：A

文章編號：1004-4051(2016)07-0138-06

The application of fuzzy comprehensive evaluation method in the mineral physical geological data：taking an example of tin-ore physical geological data in China

YI Jin-jun1，2，ZHANG Xin-yuan3，JI Gen-yuan2，YANG Bing2，KONG Ling-hu2

(1.School of Earth Sciences and Resources，China University of Geosciences(Beijing)，Beijing 100083，China；2.Cores and Samples Centre of Land and Resources，China Geological Survey，Sanhe 065201，China；3.Development Research Center，China Geological Survey，China Geological Survey，Beijing 100037，China)

Abstract:Resource distribution characteristics are considered as main factors for mineral physical geological data screening.In this paper，with comprehensive consideration of influence of various factors on the physical geological data screening，comprehensively fuzzy evaluation method is introduced on the basis of predecessors' research.Furthermore，the principle of screening classification for mineral physical geological data is established by the evaluation factors which include 8 items of 3 categories such as geological characteristics，metallogenic background and economic characteristics.Meanwhile，taking an example of China tin deposit，we selected and classified typical Chinese tin deposits according to the screening and grading principle by systematically analysis of resource distribution characteristics such as the metallogenic background，metallogenic zones (belts)，metallogenic epoch，genetic types.Results showed that，fuzzy evaluation is a relatively more effective method for classified screening due to the great fuzziness of the evaluation factors themselves on the tin physical geological data.

Key words：physical geological data；fuzzy evaluation；tin-ore resources；metallogenic epoch；genetic types