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地质异常的矿产资源定量化预测与不确定性评价探讨

时间:2022-03-21 09:53:13 来源:网友投稿

【摘要】随着寻找矿藏难度的日益增大,国内外地质学者都非常关注如何提高寻找矿藏效果。提高矿产勘查主要从两方面进行研究:一、加强相关实验研究和成矿地质理论探索。二、加强研究找矿方法。

【关键词】地质异常;矿产;预测;评价

一、地质不确定性、矿产预测不确定性来源及其评定预测途径

(1)地质及矿产预测不确定性首先来自于所取预测资料的不确定性,其次还会由于地质测量的精度不够精确以及测量结果表达出现误差儿产生,此外预测方法途径选择不当及研究过程中对地质变量处理不当也会导致不确定性。(2)概率论理论及地质统计学是传统不确定性评价方法,存在处理地质不确定性的不足,经研究发现模糊数学适合地质不确定性评价。对于矿床品味的评价的主要方法:地质几何学及地质统计学,研究表明建立在随机函数并考虑样本点空间关系的地质统计学不适于对小型矿床品味不确定性进行评价。模糊集因为可以以透明的方式表达任何概率下的不确定性而优于其他方法。利用模糊成员函数代替缺失数据可以大大减小由于区域矿产预测与评价过程中数据缺失而产生的不确定性。

二、地质异常

1.地质异常特征:(1)地质异常的属性特征包括:不均匀性和多样性、等级性和相对性、不连续性和突变性、随机性和不确定性、不规则性和自相似性。(2)地质异常的几何特征包括形态特征和边界特征。地质异常按形态分类分为线性地质异常、环形地质异常以及面性地质异常。其中面性地质异常为面性分布的地质体的一些属性或者其组合所形成的异常场;线性地质异常是指具有线性特征的地质体及界面的地质异常场,例如受古河床控制的沉积岩厚度异常;环形地质异常是沿某中心向外扩散所形成的带状异常。地质异常场的边界特点分为有确定、明显的边界,例如古溶洞铝土矿沉积;有确定、不明显的边界,这种边界表现不太明显而且时隐时现,如韧性剪切带中的金矿化;以及有不确定、不明显的边界,这种异常边界的标定随临界值的改变而改变。

2.地质异常时空演化。将研究区域层层划分,不断缩小划分区域发现有异常的单元,异常尺度会随着观测尺度的改变而改变,虽然异常空间的分布具有不规则性以及不均匀性,但有异常与无异常单元比例保持不变,在时间间隔方面仍存在这种情况。由此可知,地质异常的时空分布具有分形特征,地质异常的演化呈现规律的时间交替阶段性,并且集中分段。在不同的演化阶段,地质异常具有不同的特点。地质异常的演化行为、动力学条件以及演化强度的强弱随着演化时间阶段的不同而不同。地质异常演化同时具有继承及叠加性,研究表明滇西北地区的地质异常基本框架是由喜马拉雅运动第一幕奠定下来的,之后晚期地质异常便是对早期的继承及叠加。同时结合滇西北地区不同演变阶段的矿产类型,进一步研究发现不同时期不仅产生的矿产类型不同,而且各自的组合特征以及资源潜力都有非常明显的不同。晚期由于地质异常产生的矿产除了包括早期形成的矿产以外,还包括晚期由于地质异常作用对早期矿产的改造而产生的矿物和晚期过程中新生成的矿产。

3.地质异常识别提取及圈定。识别提取地质指标的方法包括地壳升降系数法(即G值法)、熵值法(简称H值法)、地质关联度法(R值法)、以及地质相似系数法等。此外还有地层组合熵和断裂密度等方法识别地质异常指标。圈定地质异常主要方法包括:数理统计法、极值理论法、模糊数学法、非线性地质异常分离提取技术以及经验法。数理统计法采用数理统计工具通过确定测量平均值及统计规律确定地质异常临界值;模糊数学法的核心是确定隶属函数,之后才能确定阈值而得出异常临界值。确定隶属函数的方法除了采用统计实验法等数学方法还可以一句专家评分而定,这种专家评定方法具有一定主观性,但能反映大量经验积累。

三、地质异常的矿产预测与评价流程

1.预测单元划分。作为矿产资源评价过程的一个关键环节,预测单元划分可以确定地质变量观测尺度及取值范围而提高评价结果的准确性。单元类型和大小取样不同,预测结果的精确程度则不同,从而直接影响评价效果。因此,确定最佳预测单元非常重要。一般预测单元可分为规则网格单元以及不规则地质单元。

2.地质背景划分。地质背景场研究的实质是对研究区域进行地质环境分类,是地质异常研究的基础。地质背景是指在一定地质环境及作用下的地质演化阶段可以形成在物质成分以及成因序列等方面都有密切联系区域的各种地质体。通过对地质背景的划分有利于帮助查明不同地质环境及作用的分布。

3.异常识别与提取。面性地质异常识别和现行地质异常识别是主要的地质异常识别方法。上文已经对其识别、圈定以及提取指标方法进行了讲解。这里主要介绍提取区域成矿地质信息的研究对象。它们包括地基构造、地层及地质构造等方面的相互关系以及它们的三维空间分布规律。同时这些也是控制区域成矿作用以及确定矿床点产出状态的基本因素。

4.圈定预测区域、估算资源量。矿产预测将相关资料进行处理转化为资源量的数据,从而层层圈定目标,提高找矿成效。按矿产预测成果性质划分预测方法可分为定量预测、定性预测、主观预测以及经验预测。无论采用哪一种方法都必须遵循一定原则,即整体性、动态原则、最优化及实用性原则。

5.预测区域优选原则及方法。预测园景区优选是体现成矿预测研究成果直接物化的形式,为后续工作安排提供依据。预测远景区优化遵循系统优化、综合评判原则。可以采用经验类比法、综合信息法以及数学模型法对预测远景区进行优选。

四、矿产预测不确定性评价

(1)地质不确定性分类及不确定性来源。地质不确定性是由于地质复杂性、变化多样性及人类认识不完备导致的。地质不确定性随着地质体或者地质特征的变化度的增大而增大;由于人类认识不完整导致的矿产预测不确定性占很大部分。在数据准备阶段、地质评价和解释阶段都会产生地质不确定性。(2)矿产预测不确定性。专家指出地质异常研究以及成矿预测的不确定性存在于预测研究的全过程,其目的在于确定影响矿产预测风险的主要因素并分析风险大小。矿产预测不确定性一方面源于矿产预测中的数据处理、信息提取及综合、成果表达等带来的不确定性;另一方面源于地质不确定性。(3)矿产预测不确定性传播。由矿产资源不确定性模型知矿产预测评价的不确定性根源来自于地质数据的不确定性。而这一不确定性主要是由于地址本身的复杂性及变化多样性导致,其次由于认识不完备引起地质观测不确定。目前对于不确定性分析上都是分阶段的,将这一复杂系统分为几个阶段将复杂问题简单化并逐一解决。

五、地质异常的矿产预测

(1)基于地质异常的矿产预测评价体系在“三联式”矿产预测评价体系中的作用。“三联式”以其理论方法为核心结合GIS技术,突出其数字化、定量化矿产评价特色。通过确定用户需求和功能需求进行矿产预评。(2)系统设计与实现。地质异常是指地质体或者其组合体在构造、成分结构以及成因次序上与周围环境存在明显差异。基于GIS地质异常预评系统的核心是识别、提取、圈定新型隐式和深层致矿地质异常。该系统利用控件对工作区进行分析操作,将单元划分为规则网格单元或者地质单元,通过地质变量与变量购置完成地质异常识别、提取与圈定。

参考文献

[1]叶天竺.《固体矿产预测评价方法技术》.中国大地出版社,2004

[2]赵鹏大.《矿产勘察理论与方法》.中国地质大学出版社,2001

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