礦床模型綜合地質(zhì)信息預(yù)測(cè)技術(shù)方法理論框架

劉超超

（蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)校，甘肅 蘭州 730020）

1 概述

礦產(chǎn)預(yù)測(cè)是指應(yīng)用地質(zhì)學(xué)和礦產(chǎn)基礎(chǔ)理論，研究成礦規(guī)律，分析礦產(chǎn)元素，綜合礦產(chǎn)地質(zhì)、礦產(chǎn)資源、物性、化探、遙感等預(yù)測(cè)要素。與預(yù)測(cè)相類(lèi)似，提出了未來(lái)區(qū)域劃分、勘探管理和工業(yè)油田探測(cè)的方法。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和勘探水平的提高，我們進(jìn)行了兩項(xiàng)國(guó)家礦區(qū)工作，山地預(yù)報(bào)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，逐步形成了系統(tǒng)的、科學(xué)的、獨(dú)立的、綜合的科學(xué)。礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)可分為區(qū)域勘探和預(yù)測(cè)，其中包括廣泛的目標(biāo)區(qū)、數(shù)據(jù)庫(kù)等。

1.1 區(qū)域礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)

區(qū)域礦產(chǎn)預(yù)測(cè)也成為中小型礦產(chǎn)預(yù)測(cè)，主要任務(wù)是為科學(xué)勘探和土地破壞規(guī)劃的廣泛目標(biāo)提供服務(wù)。這是一個(gè)質(zhì)量預(yù)測(cè)，而范圍是偏遠(yuǎn)地區(qū)。另外，數(shù)量預(yù)測(cè)也是一個(gè)很重要的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)地質(zhì)成因、規(guī)律及典型儲(chǔ)集點(diǎn)的研究，將根據(jù)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、區(qū)域成礦理論、區(qū)域劃分、地球物理勘探等提供地質(zhì)信息綜合預(yù)測(cè)模型，化探與天然砂礫礦產(chǎn)資源及相關(guān)案例分析、對(duì)比預(yù)測(cè)，為國(guó)土資源預(yù)測(cè)的填圖和資源預(yù)測(cè)水平的計(jì)算提供指導(dǎo)。

1.2 勘探區(qū)退化預(yù)測(cè)

勘探區(qū)開(kāi)采預(yù)測(cè)也可作為大規(guī)模開(kāi)采預(yù)測(cè)，主要目的是尋找土地寶藏，因此將是勘探預(yù)測(cè)，在地球化學(xué)、礦物學(xué)和礦物學(xué)理論以及大地質(zhì)構(gòu)造方面，礦山侵蝕，對(duì)研究資料進(jìn)行分析，以便形成地質(zhì)模型，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行預(yù)測(cè)，并采用物理等綜合方法對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行勘探、預(yù)測(cè)、挖掘、發(fā)現(xiàn)和確定。

2 理論基礎(chǔ)

以地球動(dòng)力學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)產(chǎn)狀理論和一系列成礦理論為基礎(chǔ)，建立了集電極系統(tǒng)綜合地質(zhì)預(yù)測(cè)系統(tǒng)。從科學(xué)的角度，總結(jié)了這三個(gè)理論基礎(chǔ)。

2.1 地球動(dòng)力學(xué)理論

地球動(dòng)力學(xué)是一個(gè)普遍的概念。其理論包括板塊構(gòu)造、大陸構(gòu)造等多種理論。從礦物學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，通常被理解為動(dòng)力學(xué)機(jī)制、過(guò)程和產(chǎn)物的理論反映了螺旋分解過(guò)程的相似性，例如，由于平流層轉(zhuǎn)換，地殼不同部分的碎裂、造山作用、分散、聚集、碰撞，地殼的熔融等動(dòng)力學(xué)過(guò)程主要影響沉積、火山、巖漿侵入、變質(zhì)等地質(zhì)特征，變形等主要地質(zhì)特征是研究鉛在地球上的動(dòng)力學(xué)狀態(tài)和侵蝕過(guò)程的基礎(chǔ)。沉積物、火山和巖漿侵入變質(zhì)作用的研究包括構(gòu)造和構(gòu)造兩個(gè)方面，與大尺度變形構(gòu)造密切相關(guān)。

為了反映地球動(dòng)力學(xué)的狀態(tài)和過(guò)程，近年來(lái)構(gòu)造特征的表達(dá)已被人們所接受。通過(guò)區(qū)域地質(zhì)圖和一些重要礦區(qū)的礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)，構(gòu)造特征的表達(dá)似乎更能反映構(gòu)造特征。地殼塊體的地球動(dòng)力學(xué)發(fā)展因此，構(gòu)造特征的概念被用來(lái)描述礦物的地質(zhì)成因。

2.2 金屬動(dòng)力學(xué)理論

從描述性質(zhì)到動(dòng)力學(xué)過(guò)程，冶金學(xué)已被納入地球系統(tǒng)科學(xué)。成礦作用是地質(zhì)作用的產(chǎn)物，是地質(zhì)作用的重要組成部分，在不同的構(gòu)造和動(dòng)力背景下表現(xiàn)出構(gòu)造、類(lèi)型、規(guī)模。礦產(chǎn)資源的賦存狀態(tài)及時(shí)空分布規(guī)律。目前，地質(zhì)學(xué)家經(jīng)常觀察到這些規(guī)律，包括平流層動(dòng)物的融化、滲透、分化、遷移和組成。在一定的地質(zhì)和構(gòu)造條件下，地殼的變化導(dǎo)致了礦石的堆積和沉積。近年來(lái)，根據(jù)地球動(dòng)力學(xué)理論，國(guó)內(nèi)外科學(xué)家對(duì)深埋藏理論有了一定的認(rèn)識(shí)。地質(zhì)礦化的主要研究方向是沉積、硫化物。巖漿侵入、變質(zhì)作用、區(qū)域變質(zhì)作用和廣泛成礦作用。

2.3 礦床成礦系列理論

生產(chǎn)序列是考察礦床賦存規(guī)律的四維空間理論，決定了礦床的自然組合與一定時(shí)期的某些地質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，在一定的構(gòu)造形勢(shì)下取決于其地質(zhì)作用。了解一些礦點(diǎn)的含量和結(jié)構(gòu)，是成礦作用與地質(zhì)環(huán)境的關(guān)系詳細(xì)信息由礦化作用形成的一系列礦床，每個(gè)區(qū)域和代表地質(zhì)環(huán)境的地質(zhì)環(huán)境都有一定的成礦作用。地質(zhì)研究所以及不同地區(qū)的發(fā)展、分布和形成有不同程度的時(shí)空分布局限性和內(nèi)在因素，也有時(shí)間和地域特征。

在全球和區(qū)域地質(zhì)發(fā)展過(guò)程中形成的一系列儲(chǔ)集點(diǎn)具有一定的發(fā)育規(guī)律和連續(xù)性；早期成礦往往具有階段性的重疊。

由于序列地質(zhì)的影響，進(jìn)行了不同程度的重建或重建人力資源部隨著成礦系列研究的不斷深入，成礦系列理論出現(xiàn)了許多新的概念和方法。

3 礦產(chǎn)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)

固體礦產(chǎn)模型的一般地質(zhì)信息預(yù)測(cè)方法通常采用以下幾條線。綜合地質(zhì)構(gòu)造、信息、成礦規(guī)律等資料，結(jié)合具體礦產(chǎn)資源研究成礦規(guī)律。

利用現(xiàn)有的礦產(chǎn)資源模型，對(duì)研究所需的礦床進(jìn)行了分析，調(diào)查了該地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特征，并利用探測(cè)和遙感技術(shù)收集了信息，并針對(duì)已建礦床的特點(diǎn)建立了預(yù)測(cè)模型，建立了預(yù)測(cè)模型。今后對(duì)預(yù)測(cè)區(qū)進(jìn)行了初步預(yù)測(cè)，確定了該區(qū)的礦產(chǎn)含量。

3.1 區(qū)域礦產(chǎn)評(píng)價(jià)模型的建立

在綜合地質(zhì)信息圖和成礦模式的基礎(chǔ)上，將礦產(chǎn)預(yù)測(cè)要素信息分為多個(gè)模型，建立了區(qū)域礦產(chǎn)預(yù)測(cè)模型。

3.2 預(yù)測(cè)方法研究

主要包括預(yù)測(cè)區(qū)范圍的確定方法、優(yōu)選評(píng)價(jià)方法、礦床數(shù)量的估算方法和資源量的估算方法。在mrras和morpas軟件中確定礦區(qū)面積的方法主要是已知的。在確定了開(kāi)采的優(yōu)越性后，采用類(lèi)比法、概率分布法、有序聚類(lèi)分析法和變分分析法確定了成礦單元。邊界帶的確定方法是基于不同的巖土約束條件。

預(yù)測(cè)區(qū)段的優(yōu)選方法是采用預(yù)測(cè)要素優(yōu)選模型法、地質(zhì)背景匹配法、非先驗(yàn)約束模型法、主觀優(yōu)先權(quán)、專(zhuān)家系統(tǒng)等方法，或者通過(guò)綜合分析，在預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)對(duì)其進(jìn)行排序。

礦床數(shù)量估算方法：模型估算法、統(tǒng)計(jì)法、德?tīng)柗品ǎ词箍梢圆捎煤酱女惓；虻厍蚧瘜W(xué)元素異常耦合遙感異常分段方法。資源量計(jì)算方法：礦床模型概率分布法、地球化學(xué)元素豐度評(píng)價(jià)法、體積估算法，并根據(jù)礦床類(lèi)型選擇了礦床模型的綜合地質(zhì)信息定量預(yù)測(cè)方法。

礦石含量估算方法：元素估算法和質(zhì)量度量模型估算法。礦物有望應(yīng)用于各種方法。因此，必須根據(jù)不同礦石類(lèi)型的實(shí)際情況，通過(guò)試驗(yàn)加以確認(rèn)。

3.3 預(yù)測(cè)性能要求

根據(jù)預(yù)測(cè)依據(jù)和可靠性，預(yù)測(cè)資源量為334-1，334-2根據(jù)預(yù)測(cè)資源量的大小和類(lèi)別，將預(yù)測(cè)區(qū)劃分為ABC三區(qū)預(yù)測(cè)區(qū)按面積劃分為1：2。礦產(chǎn)預(yù)測(cè)的結(jié)果表現(xiàn)為各種類(lèi)型的礦產(chǎn)預(yù)測(cè)，底圖是一種開(kāi)采規(guī)律。根據(jù)沉積規(guī)律顯示預(yù)測(cè)要素和預(yù)測(cè)結(jié)果。

4 成礦規(guī)律研究與礦產(chǎn)預(yù)測(cè)

4.1 礦床規(guī)律與模型研究方法

研究重點(diǎn)包括：區(qū)域礦產(chǎn)特征及典型場(chǎng)地研究、礦藏模擬、系列成礦研究。區(qū)域成礦模式的建立與成礦預(yù)測(cè)。區(qū)域成礦規(guī)律以典型儲(chǔ)礦點(diǎn)研究為基礎(chǔ)，它是在特定的地質(zhì)過(guò)程中形成的，受特定地質(zhì)事件的發(fā)生所限制因素。對(duì)于同一類(lèi)型，自然類(lèi)型按成礦時(shí)代、地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境劃分，一方面，地質(zhì)和成礦因素的調(diào)查是地質(zhì)過(guò)程的一個(gè)組成部分；另一方面，地質(zhì)因素的調(diào)查是典型礦床調(diào)查的基礎(chǔ)。本文特別考察了火山作用，巖漿侵入和變質(zhì)構(gòu)造以及不同地質(zhì)和礦物學(xué)過(guò)程之間的關(guān)系，研究油田地質(zhì)性質(zhì)的管理，確定礦物結(jié)構(gòu)的類(lèi)型，檢查空間形態(tài)、周期性、強(qiáng)度、成分、力學(xué)性質(zhì)，礦物的運(yùn)動(dòng)方式、應(yīng)力等特征滴狀物本文研究了礦床的三維空間分布、成礦階段和階段等成礦特征，成礦物理化學(xué)條件及可能來(lái)源分析反映上述基本要素，明確顯示成礦特征與成礦地質(zhì)效應(yīng)的關(guān)系，繪制相應(yīng)的模型圖。

4.2 區(qū)域金屬成因特征研究系列

在分析典型儲(chǔ)集點(diǎn)的基礎(chǔ)上，模擬分析不同地質(zhì)條件下不同儲(chǔ)集點(diǎn)的空間分布，考察地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育階段與不同礦床的關(guān)系，分析不同類(lèi)型礦床與地質(zhì)構(gòu)造、區(qū)域地層、火山巖、巖石類(lèi)型的關(guān)系，不同類(lèi)型礦床的構(gòu)造和其他特定金屬地質(zhì)因素。在此基礎(chǔ)上總結(jié)了區(qū)域成礦規(guī)律和區(qū)域成礦模式輔助測(cè)試系統(tǒng)區(qū)域礦產(chǎn)模型是區(qū)域礦產(chǎn)相互作用與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系的表達(dá)區(qū)域地質(zhì)特征及區(qū)域成礦規(guī)律的綜合實(shí)施。根據(jù)塊狀構(gòu)造中單個(gè)礦物的組分，確定區(qū)域賦存模式；儲(chǔ)集地點(diǎn)在地質(zhì)構(gòu)造中是由已探明的埋藏空間因素決定的；這些因素一般反映了一些庫(kù)區(qū)的主要特征。如果不同的礦床產(chǎn)于不同時(shí)期的拱形帶上，有必要建立一個(gè)合適的成礦模式，通常是礦產(chǎn)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語(yǔ)

礦床模型綜合地質(zhì)預(yù)測(cè)技術(shù)具有如下特色：

（1）在礦產(chǎn)預(yù)測(cè)中細(xì)化、深化地質(zhì)構(gòu)造研究工作，充分利用區(qū)調(diào)原始資料，針對(duì)不同礦床類(lèi)型的成礦地質(zhì)作用開(kāi)展深入研究，解決了地質(zhì)構(gòu)造信息與礦產(chǎn)預(yù)測(cè)脫節(jié)的問(wèn)題。

（2）在礦產(chǎn)預(yù)測(cè)中強(qiáng)調(diào)了充分應(yīng)用物探、化探、遙感等多元信息，增加預(yù)測(cè)依據(jù)，提高預(yù)測(cè)的可信度。同時(shí)對(duì)科學(xué)應(yīng)用物探、化探、遙感等綜合信息提出了明確要求：如物探資料進(jìn)行半定量、定量解釋?zhuān)劫Y料處理要求解決礦致異常和其他非礦致異常的判別問(wèn)題，應(yīng)用普通光譜數(shù)據(jù)提取遙感羥基礦物及鐵染異常等。