基于GlS的有色金屬成礦遠(yuǎn)景預(yù)測分析

張成垠

（甘肅省地礦局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查，甘肅 酒泉 735211）

在我國的有色金屬找礦工作中，由于各地有色金屬礦區(qū)大多地形復(fù)雜、地質(zhì)活動多變且找礦技術(shù)相對落后等因素的影響，因而有色金屬的找礦工作難度巨大。基于前人研究和豐富的找礦資料，并應(yīng)用一系列如特征分析法、邏輯信息法的量化方法，引入到GIS空間分析中，充分挖掘地質(zhì)、物探、化學(xué)、遙感等找礦信息，從而提高預(yù)測的準(zhǔn)確性和高效性。本文基于GIS分析技術(shù)，通過采集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，進(jìn)行了有色金屬成礦遠(yuǎn)景預(yù)測評價[1]。

1 有色金屬成礦信息的采集

對有色金屬成礦的遠(yuǎn)景分析首先應(yīng)進(jìn)行成礦信息采集，成礦信息采集包括空間數(shù)據(jù)的提取和數(shù)學(xué)模型的建立兩部分。

（1）成礦空間數(shù)據(jù)的提取。在有色金屬成礦的諸多影響因素中，地質(zhì)變量是最為重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)，因此它是有色金屬的成礦遠(yuǎn)景評價必須提取的空間數(shù)據(jù)[2]。地質(zhì)變量的范疇包括：地物化遙空間數(shù)據(jù)、成礦預(yù)測評價的單元劃分及相關(guān)數(shù)據(jù)等。其中，成礦預(yù)測的單元劃分?jǐn)?shù)據(jù)又包括點數(shù)據(jù)（破火口、有色金屬、總劃分單元）、線數(shù)據(jù)（斷層、地質(zhì)界線）和面數(shù)據(jù)（地層、侵入巖、分散流、劃分單元總量）。有些成礦空間數(shù)據(jù)還包括曲面數(shù)據(jù)（斷層節(jié)點數(shù)、斷層線密度、地層熵值），該數(shù)據(jù)可通過給定的闕值根據(jù)需求轉(zhuǎn)化為線或面數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。

（2）成礦數(shù)學(xué)模型的建立。在進(jìn)行量化的成礦預(yù)測中，應(yīng)用量化模型進(jìn)行定量分析，能夠有效找出地質(zhì)變量中的成礦預(yù)測的重要因子，分析各種地質(zhì)變量的作用和相關(guān)性。根據(jù)量化模型的計算公式：

式中，Ai表示某種地質(zhì)變量，B表示有礦的情況，而Ii表示地質(zhì)變量對找礦影響的大小，是衡量地質(zhì)變量的意義和作用的重要因素。若Ii＞0，說明Ai存在有利于成礦的地質(zhì)信息，且影響因子隨Ai的增大而增大；若Ii≤0，則說明不存在成礦信息，即Ai對于成礦預(yù)測無影響。

2 構(gòu)建成礦遠(yuǎn)景量化預(yù)測模型

（1）預(yù)測模型單元網(wǎng)格劃分。對于有色金屬成礦遠(yuǎn)景預(yù)測模型的建立，首先應(yīng)對已知數(shù)據(jù)庫進(jìn)行單元劃分，即將研究范圍進(jìn)行網(wǎng)格化。通常，進(jìn)行單元格的劃分應(yīng)注意的事項有：嚴(yán)格按照研究對象的比例尺和精度；確保研究所有區(qū)域都進(jìn)行了單元格劃分；確保所有礦床數(shù)都已知；根據(jù)實際情況進(jìn)行單元格劃分的微調(diào)。

（2）預(yù)測模型權(quán)重因子的確實。對于已經(jīng)劃分好的單元格，需要根據(jù)實際需求和已知邊界條件對所有單元格進(jìn)行相關(guān)性檢索，檢索工作在MORPAS系統(tǒng)中進(jìn)行。接著把檢索后相關(guān)的單元格與已知實際數(shù)據(jù)進(jìn)行相交分析，即計算二者的相關(guān)性權(quán)重因子。我們對得到的相關(guān)性數(shù)據(jù)進(jìn)行二次賦值計算，將相關(guān)性的闕值和不相關(guān)的闕值分別用“1”和“0”來表示，最后利用MORPAS系統(tǒng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和編圖設(shè)計來生成相關(guān)性色塊圖。成礦遠(yuǎn)景預(yù)測的結(jié)果需要結(jié)合實際礦區(qū)的地質(zhì)條件、成礦規(guī)律和典型研究來進(jìn)行驗證。結(jié)合GIS技術(shù)的大量數(shù)據(jù)和綜合權(quán)證法，判斷預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3 評價模型的預(yù)測結(jié)果驗證

為了驗證算法和模型的準(zhǔn)確性，需要對成礦遠(yuǎn)景預(yù)測模型進(jìn)行實際應(yīng)用的分析，對比實際數(shù)據(jù)和前人研究進(jìn)行判斷。我們選取了大瑤地區(qū)的金礦進(jìn)行實例研究。

3.1 大瑤地區(qū)金礦單元劃分和權(quán)重因子計算

根據(jù)GIS采集到的數(shù)物化遙數(shù)據(jù)，我們對湖南大瑤金礦進(jìn)行單元格劃分，在保證最大精度的情況下，將大瑤金礦劃分為1876個單元格，每個單元格大小為0.5km×0.5km。通過計算每個單元格的相關(guān)性和權(quán)重因子，得到各礦區(qū)內(nèi)權(quán)重值的結(jié)果如表1所示。

表1 權(quán)重因子計算結(jié)果

3.2 大瑤地區(qū)金礦預(yù)測結(jié)果分析

通過對GIS技術(shù)采集的數(shù)物化探數(shù)據(jù)和權(quán)重計算結(jié)果的分析，我們可以得出結(jié)論。

（1）雷神廟區(qū)和黃滸洞區(qū)的地層巖石構(gòu)造以云母板巖、砂巖和粉砂巖為主。遙感技術(shù)在礦區(qū)底部還新發(fā)現(xiàn)了部分板巖巖脈和石英巖脈，兩種巖脈均受到不同程度的硅化、黃鐵化、綠泥石化等蝕變的影響。通過進(jìn)一步的分析，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域具有強(qiáng)烈的蝕變綜合異常，并發(fā)現(xiàn)了3個金礦點，成礦遠(yuǎn)景較好。

（2）小木坪區(qū)位于大瑤金礦西北側(cè)，巖石屬性主要為變質(zhì)砂巖，還有少量的雜砂巖和粉砂巖。區(qū)域內(nèi)的巖石形變劇烈，板巖中含有較多的褐鐵，這十分有利于成礦。通過物探還發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域土壤中含金韌性剪切帶發(fā)育良好，且含金量高達(dá)10g/t，說明該區(qū)域成礦遠(yuǎn)景極好。

（3）在大瑤金礦礦區(qū)的其他區(qū)域，我們還發(fā)現(xiàn)了由東向北走向的斷裂帶和石英巖脈，以及隱伏巖體的發(fā)育。經(jīng)過進(jìn)一步勘探，在斷裂帶中含有多達(dá)十條的含金蝕變帶，最寬的礦脈達(dá)60cm，長度在230m左右；石英巖脈的變形程度大，黃鐵礦化情況嚴(yán)重，有利于金礦的形成，具有一定的成礦潛力。

4 結(jié)論

本文通過建立的有色金屬成礦遠(yuǎn)景預(yù)測算法和模型，并利用大瑤地區(qū)成礦工作的實際地質(zhì)資料，借助GIS 技術(shù)的空間分析和圖形繪制功能，應(yīng)用綜合模型評級等多種多元統(tǒng)計方法對各種地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行了權(quán)重因子的計算。通過應(yīng)用MORPAS 平臺的模型分析技術(shù)，準(zhǔn)確的對大瑤地區(qū)金礦成礦遠(yuǎn)景預(yù)測進(jìn)行了良好的預(yù)測。驗證了本文建立分析技術(shù)的準(zhǔn)確性，期望為后續(xù)成礦遠(yuǎn)景預(yù)測工作提供幫助。