基于模型驱动和自动演进理论的矿集区找矿预测数据模型应用软件开发

本文旨在构建一个系统而全面支持矿集区找矿预测数据模型应用的软件体系架构。采用模型驱动和自动演进的软件研发理论,服务和支持矿集区找矿预测数据模型应用。研发工作主要集中在3类核心应用软件的研发:数据模型管理类软件、数据模型使用类软件和数据质量控制类软件,推出这些软件将有效地管理数据模型,提高矿集区找矿效率,并确保数据质量可靠性和准确性。提出了一个包含9个层次且完备的支持软件体系架构,全面覆盖数据模型从需求、设计到实际应用和用户层面各个环节。通过构建和研发支持矿集区找矿预测数据模型应用的软件体系架构及一套核心应用软件,成功为矿集区找矿预测提供了有效信息技术支持。这项工作不仅提高了找矿预测理论方法研究层次,还显著提升了软件技术应用水平,并可推广使用,具有重要的找矿指导意义。

甘肃西秦岭矿床成矿系列及其量化评价

本文以中国矿产地质志项目规定的矿种为基本因素,厘定甘肃西秦岭矿床成矿系列及其各种归并形式,并通过量化评价结果反映其找矿意义。基于39种既有矿产的分布特征,按照矿床成矿系列厘定原则,在甘肃西秦岭厘定了21个矿床成矿系列和84个矿床式。根据矿床成矿系列对应的成矿作用、成矿地质环境和构造旋回,将该区域的矿床成矿系列归并为5个矿床成矿系列组合、12个矿床成矿系列类型和4个矿床成矿系列组;针对华力西—燕山期构造旋回中存在构造亚旋回的特点,在其中划分出了矿床成矿系列亚组;探讨了矿床成矿系列在构造旋回中的演化规律。提出了资源当量和当量密度概念,结合其他成矿广度指数和成矿强度指数,有效地进行了矿床成矿系列及其3种归并形式的量化评价。结果表明:矿床成矿系列的成矿多样性与中酸性岩浆活动强度正相关;优势矿床成矿系列是中秦岭华力西—印支期岩浆相关矿床成矿系列、中秦岭晚古生代沉积矿床成矿系列、中秦岭华力西—印支期含矿流体矿床成矿系列、南秦岭印支—燕山期岩浆相关矿床成矿系列、南秦岭古生代—三叠纪沉积矿床成矿系列和南秦岭华力西—印支期含矿流体矿床成矿系列;优势矿床成矿系列类型是前陆盆地叠加后碰撞矿床成矿系列类型和岩浆弧叠加后碰撞矿床成矿系列类型。

基于贝叶斯方法的地壳厚度定量估算

大陆地壳一直以来都扮演着记录过去40亿年地球演化历史的重要角色。现代板块汇聚边界形成的岩浆岩地球化学特征与岩浆活动时的地壳厚度高度相关,因此,一系列地球化学指标可作为地壳厚度的优秀示踪剂。然而,由于岩浆岩地球化学组成的复杂性,准确量化过去地质时期地壳厚度一直是一项具有挑战性的任务。本文基于地球化学大数据,运用贝叶斯方法,建立了一个利用多种地化指标(CaO、K_(2)O、MnO、Dy、Ho、Lu、Y、Sr/Y、Ce/Y、La/Yb、Sm/Yb、Dy/Yb)定量估算地壳厚度的贝叶斯模型。利用中新世以来(<15 Ma)的全球数据验证表明,与传统的单指标方法相比,贝叶斯模型对现今地壳厚度提供了更准确的估计。利用该模型重建了新生代拉萨地块地壳厚度变化,重建结果表明,拉萨地块在50~30 Ma经历了多阶段地壳增厚,最终形成如今的巨厚地壳。

基于加权信息量模型的川西高原地热潜力预测

川西高原是中国重要的高温地热资源富集区,地热资源十分丰富,开发潜力大。但目前对于川西高原地热潜力分布认识仍较为匮乏。基于川西高原公开可获得地热点(温泉)、断裂、花岗岩、地表温度、布格重力异常、航磁异常、地震等影响因子数据,建立川西高原加权信息量模型。地热点与影响因子的空间分析结果表明,地热点与到断裂和花岗岩距离呈负相关,与较高的地表温度、较低的航磁异常、较高的布格重力异常和较低的古登堡-里克特b值存在明显的空间相关性。模型预测结果显示,川西高原康定、理塘、巴塘等地具有较高的地热潜力,川西高原地热资源勘探开发应重点围绕上述地区开展。而甘孜、白玉、新龙、炉霍、道孚、得荣和丹巴等地区也表现出一定的地热潜力,在今后的地热勘探中应予以重视。

雅山荒漠覆盖区元素垂向迁移非线性响应机理

浅覆盖层地区仍具有很大的找矿潜力,但覆盖层会弱化深部矿化信息,使得常规化探方法效果不佳,为有效提取深部矿化信息,需查明成矿元素在覆盖层中的垂向迁移规律。以新疆雅山荒漠覆盖区一处Cu-Mo综合异常区为研究区,采用浅钻采集覆盖层土壤样品,检测其矿物成分及As、Cu、Pb、Mo等元素的总量和相态,分析成矿元素的多重分形特征,探讨其垂向迁移的非线性响应机理。矿物成分分布模式和元素R型聚类分析表明,5个浅钻可分Ⅰ类钻孔(ZK01、ZK02、ZK03)和Ⅱ类钻孔(ZK04、ZK05),分别为底部基岩为二长花岗岩、凝灰岩的土壤环境。元素总量多重分形分析表明,Ⅱ类钻孔环境更有利于元素的垂向迁移,与该类钻孔所处的凝灰岩母岩环境相符合,说明多重分形方法可以定量表征元素的垂向迁移能力。元素相态多重分形分析表明,Cu主要以离子态形式迁移,Mo主要以铁锰氧化物态迁移,深部矿体与元素垂向迁移形成的地表地球化学异常之间存在非线性响应过程。研究成果可为利用浅钻化探技术开展浅覆盖区找矿勘查提供思路,并为区域成矿潜力评价、覆盖区探矿工程部署等提供依据。

典型矿区非正态分布土壤元素数据的正态变换方法对比研究

对于铜陵矿区这类变异性强、偏度大、不符合正态分布的土壤元素样品数据,直接进行空间变异及插值分析会产生较大误差,需首先选择合适的正态变换方法进行稳健处理。该文以铜陵矿区表层土壤中的Pb元素数据为例,采用不同的正态变换方法进行数据正态变换,并通过变异函数对其变换效果进行分析。对比研究显示:对数变换无法使铜陵矿区土壤元素数据服从正态分布;Box-Cox变换虽使数据的正偏度有所减少,但仍难以通过K-S正态检验;而Johnson变换结果最优,其通过了K-S检验,对于异常数据的处理效果更优。Johnson变换与Box-Cox变换均可使变异函数表现出更好的形态,其中Johnson变换具有更强的正态变换能力,对于研究区土壤元素的变异函数稳定形态具有一定优势,是数据变异性强的成矿区地统计学数据正态变换的理想工具。

多元统计分析在塔里木瓦吉里塔格钒钛磁铁矿床多元素相关性及成矿预测研究中的应用

塔里木巴楚县瓦吉里塔格地区出露有与塔里木早二叠世大火成岩省的形成密切相关的大型钒钛磁铁矿床.基于多元统计分析对该矿区露头和大量钻孔岩心样品中Fe-Ti-V元素和部分主量元素数据开展了元素地球化学相关性研究.采用SPSS软件对大量数据进行相关分析和回归分析,计算各元素间的相关系数,Fe、Ti、V 3种元素的相关性分析结果表明:矿床中Fe、Ti和V之间均呈正相关,成矿元素与造岩元素之间存在负相关关系;建立伴生钒元素与铁和钛元素之间关系的回归方程V=-4.984+0.360Fe+0.984Ti,由Fe和Ti元素质量分数可以估算伴生组分V的质量分数.利用Matlab软件的可视化功能,绘制了Fe-Ti-V元素质量分数的三维立体图,建立空间模型,发现Fe_2O_3T、TiO_2和V_2O_5品位较高的位置相对一致,均主要分布于研究区北部中间一带,富集在辉石岩中.该空间模型的建立有助于识别矿体和非矿体的分布范围和富集趋势,并进行成矿预测.此项研究对钒元素含量的精确估算和矿藏勘探有一定的指导意义.

矿床三维地质建模及储量估算——以丰村铅锌矿径口矿段为例

钦杭成矿带是我国最重要的成矿带之一,丰村铅锌矿位于钦杭成矿带南段庞西垌地区,是区内典型的沉积热液改造型矿床。依据现代成矿预测理论,结合已有的地形地质图、勘探线剖面图、钻孔数据等资料,运用三维地质建模技术建立了丰村铅锌矿径口矿段的地表模型、断裂模型、地层实体模型、矿体模型。在此基础上分别应用地质块段法和块体模型统计法进行了矿体的资源储量估算,并将两种估算结果进行了对比分析。结果表明,块体模型统计法比地质块段法应用范围更广,效果更精准,可以清晰表达矿体品位值变化特征,进而加深对矿体、矿床的空间分布规律的认识。同时,利用多元信息进行三维地质建模,可靠性高,可视化效果好。将传统的二维地质拓展到三维空间进行定位与定量化,有助于分析矿区地质构造特点与矿床成因,是现代寻找矿床的一种有效手段。

基于GIS和证据权模型的克什克腾旗有色金属成矿预测与评价

以地质、地球物理勘探、地球化学勘探、遥感等手段获取的多源数据,经过发现、提取、转换和关联,并利用信息综合技术建立区域综合信息矿产预测模型,进行矿产资源定量评价,是当前矿产资源勘查领域信息找矿的重要途径。本文在对内蒙古赤峰市克什克腾旗地质背景与成矿规律进行研究的基础上,利用GIS技术进行区域成矿专题信息分析与提取,建立评价证据指标模型,使用证据权重法对该区有色金属进行了成矿预测,实践证明利用GIS对研究区开展多源地学信息综合管理,并使用证据权法对区域控矿因素进行统计计算,可以实现综合致矿信息的集成,是区域成矿预测与评价的重要技术和方法手段,同时指出研究区具有进一步找矿的潜力。

基于边界极限原理的多图幅系统误差校正方法

为解决区域化探中的多图幅系统误差校正问题,提出了一种最小二乘准则下的计算方法。该方法的理论基础是在分区标准化法中提出的边界极限原理。并证明了该方法是分区标准化法的推广,在只有两个图幅时它们具有相同的效果。

多元地球化学异常识别的核马氏距离方法

地球化学数据满足多元正态分布时,马氏距离是一种有效识别多元地球化学异常的综合指标。然而,由于地质系统的复杂性、成矿作用的多期多阶段性以及控矿因素的多重性常常导致多元地球化异常临界面是非线性的和模糊的,用马氏距离定义的平滑超椭球面不能准确表示这种复杂曲面。核函数能够将地球化学样品集非线性变换至特征空间,背景样品的映像集合在特征空间中构成一种流型,异常样品的映像则零散分布于流型的边缘及外围。计算和比较样品映像到样品映像总体的核马氏距离,可以识别异常样品。把该方法应用于白山地区多元地球化学异常识别,用核马氏距离、马氏距离和主成分得分识别金-银、金-银-砷-铋-汞、金-银-铜-铅-锌-锑-钴、金-银-铜-铅-锌-砷-锑-铋-汞-钴4种组合模式的多元地球化学异常。研究结果表明:复合核函数马氏距离的多元地球化学异常识别效果优于其他方法。

概率神经网络在丽水—椒江凹陷月桂峰组沉积微相识别中的应用

由于海上钻井取芯较少,所以东海陆架盆地丽水—椒江凹陷古新统月桂峰组地层沉积微相识别存在局限。运用概率神经网络对研究区进行沉积微相识别。首先,通过地震相-沉积相响应分析和测井曲线主成分分析,发现研究区地震相和沉积相之间存在耦合对应关系,因此选择地震相作为概率神经网络输入项中的范畴自变量参数,同时提取出能对沉积微相区分较好的自然伽马、自然电位、声波时差、密度测井、补偿中子、井径测井曲线值作为概率神经网络输入项的数值自变量;然后,选用2 199个学习样本对神经网络进行训练,经过65次试验,搜索出变量的最佳平滑因子,建立研究区20种沉积微相类型的判别模式;最后,利用建立的神经网络对研究区沉积微相进行识别。结果表明:跟岩芯分析的结果对比,运用概率神经网络识别的结果准确率达到90%以上,该方法应用于未取芯井区域沉积微相的识别具有可行性。

基于DSpace的地质资料数字仓储系统建设与应用

针对中国目前电子文档和数字格式的地质资料越来越普及、各单位之间地质资料共享困难的情况,基于DSpace开源机构仓储系统,重点对其用户注册、权限管理、业务工作流等功能进行了改进与功能扩展,使其能够提高地质资料在机构间共享的效率和灵活性。该地质资料数字仓储系统目前作为全国地质资料信息集群化服务平台,为全国地质资料馆的数据服务工作迈出了积极探索的一步。

基于地质背景分析的区域化探数据系统误差校正

在区域化探数据系统误差校正工作中,为使校正的结果更符合实际地质情况,在分析了地质背景与地球化学数据之间关系的基础上,认为同一地质背景条件下相同地质体的化探数据来源于同一总体,具有相同的数据特征,提出了一种依据地质背景分析的误差校正方法,探讨了该方法的基本原理及工作步骤。以辽宁省3幅1/20万区域化探Ag元素图幅拼接为例,证实了该方法消除系统误差的有效性,并有利于图件的解释与应用。

中国成矿区带划分的历史与现状

成矿单元/成矿区(带)是指导矿产勘查的资料和理论依据,其重要性及实用价值早有共识。国外自20世纪初开始探索研究,至今已有100多年的历史,经历了成矿单元/成矿区(带)概念的形成、发展成熟和多元信息应用3个阶段。我国成矿单元/成矿区(带)的探索研究工作与国外同步进行,获得的成果为我国和全球成矿区(带)级别、区带定位、各级区带内涵的标识和矿产勘查结合等方面作出了杰出贡献。国内外资源"瓶颈"新形势的迫逼,推动了我国成矿单元/成矿区(带)的全面研究,获得的成果概括为:"界面成矿"的区域成矿学新理论,多元成矿信息识别和提取的技术方法,细化成矿单元/成矿区(带)级别划分(Ⅰ—Ⅸ级)并赋予各级成矿单元/成矿区(带)地质理论解释内涵等。经多年勘查实践,又提出了细化Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级成矿区(带)内区域成矿规律的研究(平面和立体);对Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ级成矿区(带)(有些地区包括Ⅵ级)的边界要准确划定,实施四维空间成矿信息的搜索、识别和提取,为整装勘探和深部勘探提供资料和科学依据;Ⅷ、Ⅸ级成矿单元作精细评价,必须为矿床的工业评价和采、选、冶提供有价值的科学依据,达到经济、综合开发和利用矿产资源的目的。

地质构造对煤层复杂性影响的定量评价方法

定量分析地质构造条件对煤层复杂性的影响,进行煤层复杂性的定量评价,对于不同复杂度煤层开采方法的选择等具有重要意义。经过分析和确定煤层复杂性的影响因素,提出"煤层复杂度"概念,并根据煤层复杂度对煤层进行了新的定量分类。通过对影响煤层复杂性关键因素——地质构造的多级定量分析,建立了基于地质构造条件的煤层复杂性评价指标体系,根据模糊数学建立了煤层复杂性评价模型,应用层次分析法确定了各级评价指标的权重,提出了煤层复杂性模糊综合评价方法,实现了煤层复杂性的定量评价。

黑龙江多宝山矿集区三维地质建模与深部找矿预测

随着三维地质信息技术的发展,三维地质建模和深部成矿预测研究对实现深部找矿突破的作用越来越重要。本次基于已知矿区的中段、勘探线剖面图及钻孔数据等资料,依托Micromine平台,从矿床尺度(比例尺11000)建立了黑龙江多宝山铜矿、铜山铜矿的地质体和蚀变矿化体两类三维地质实体模型。以地表地质图、图切地质剖面、钻孔数据及岩石物性数据为约束,基于重磁电三维物性反演,综合解译了93条重磁电剖面。在综合剖面地质解译成果的基础上,利用平行剖面显式建模技术,从矿集区尺度(比例尺12.5万)建立了多宝山矿集区84 km^(2)范围内3000 m以浅三维地质体实体模型。在三维地质体模型的基础上,以多宝山、铜山铜矿体三维地质模型为先验数据模型,根据区域找矿模型,利用“立方体预测模型”法,提取与成矿有关的二值变量(地层、岩体、构造)、连续变量(重、磁、电)等7个勘探变量,利用GeoCube3.0逻辑斯蒂回归深层次机器学习集成模块,开展了研究区的勘探变量集成,经由ROC模型评估后验概率,在可靠后验概率的基础上,利用C-V分形方法计算阈值以圈定深部找矿有利靶区,综合圈定深部找矿靶区8处,预估铜潜在资源量634万吨。按照靶区综合评级排序,对最优靶区A-8开展钻探验证,经证实深部发现厚大铜钼矿体,实现了多宝山矿集区深部找矿的重大突破。

基于地质多元统计分析的煤层气含量建模方法——以沁水盆地南部某区块3号煤层为例

煤层的气含量是煤层气评价选区中的重要指标,同时也是进行煤层气储量计算的重要参数。通过剖析三维地质建模原理和煤层气含量的制约因素,并以山西沁水盆地南部煤层气开发示范区为例,使用地质多元统计分析方法,建立了煤层气含量的预测模型。通过与气含量的实验数据对比表明,该方法的预测精度较高,误差均在10%以内,其中多元线性回归法的误差为4.50%,效果最好,具有实际意义。实例分析表明,选取适当的气含量制约因素,利用多元统计分析方法建立煤层气含量预测模型,对煤层气三维地质建模乃至煤层气开发都具有指导作用。

全国重要矿产资源潜力评价模型汇总

模型是矿产资源评价的基础,全国25种重要矿产资源的潜力评价都是以预测地区的矿床预测类型为纲,通过相似类比进行圈定靶区和预测资源量的。由于此次预测涉及全国上千个矿产预测类型,要进行全国性汇总评价则需要形成全国性模型。在原有82个预测评价模型的基础上,通过各省矿产预测类型汇总,建立矿产预测类型谱系,形成了全国汇总模型。

基于GIS的证据权重法对三江地区的铜矿成矿预测

根据研究区铜矿的成矿规律,在已经建立的三江地质矿产数据库的基础上,将三江地区划分为6418个统计单元,利用GIS的空间分析功能提取了地层、岩体、断裂在内的12个证据图层,建立了证据权找矿模型,圈定出44个找矿远景区,其中A类远景区9个,B类远景区15个,C类远景区20个,并预测了找矿潜力。