成矿预测与科学找矿

第三章成矿预测与矿产普查第一节成矿预测与科学找矿第二节控矿因素与找矿标志第三节找矿技术方法与信息提取第四节数据模型与信息合成第五节找矿靶区优选与可行性论证第一节成矿预测与科学找矿成矿预测科学找矿找矿预测一.成矿预测概念成矿预测工作分类及一般程序成矿预测的基本理论与准则成矿预测方法分类（一）成矿预测的概念成矿预测是在科学预测理论的指导下，通过剖析成矿地质条件、深入研究矿化信息（找矿标志）、总结成矿规律，进而圈定不同级别的预测区或三维空间内的找矿靶区的一项综合性工作。成矿预测是对发生在过去的成矿事件的未知成矿特征进行的估计或推断。（二）成矿预测工作的分类及一般程序1成矿预测工作分类最初（70—80）年代分为三类:大区区域矿区成矿预测；90年代以后，地矿部规划院分为三类:小比例尺成矿预测；中比例尺成矿预测；大比例尺成矿预测。另有定性预测定量预测定位预测及立体预测之提法2.成矿预测工作的一般程序成矿预测工作的一般程序可以大致归纳为以六个步骤：1)明确预测的目的任务、预测区范围、预测的资源种类、具体的比例尺等。2)全面搜集研究地区的各种地质报告和图件、物化探、重砂测量等工作成果以及有关专著，并尽可能进行矿产预测所必需的地层、构造、岩浆岩、矿床等各项地质资料的系统整理，使之条理化和图表化。为进一步研究成矿规律和预测打下基础3)在深入研究区域地质背景的基础上，通过一系列典型矿床的控矿因素和成矿机制以及对区域控矿条件的分析，找出在时、空和物质来源方面直接控制矿床形成的分布规律。根据不同比例尺成矿预测工作的需要，建立区域成矿模式、矿床成因模式、找矿模型。4)通常以成矿规律图为底图。要突出各种控矿地质因素和矿化信息。在综合分析控矿因素和化信息的基础上，确定预测评价的准则，圈出矿产预测区，划分远景区级别，以反映预测的可靠程度，并进行相应的预测储量估算。5)重点工程验证对复杂地质体的评价预测，必然有个实践、认识、再实践、再认识的不断深化过程。地质现象常常具有多解性，相互干扰很大，造成分辨“矿”与“非矿”的重重困难。因此必需用信息论的观点，把预测找矿过程看成是一个多因素影响的不断修正、不断调整的动态过程。要使这样一个过程科学化，信息反馈是不可缺少的。信息反馈能使预测方案的验证过程中产生的各种信息，及时送回到我们的手中，帮助适时地改进和调整决策，以达到“有效最佳”预测的目的。因此，在预测方案拟订以后，应当选取典型地段布置少量工程(一般以钻探为主)予以揭露，及时验证预测矿产的可靠性。6)编写报告成矿预测报告应根据不同比例尺预测的主要任务，以能说明情况、问题和预测成果为原则进行编写。其内容一般应包括：概况、工作和研究程度、地质背景、成矿规律与成矿预测，对地质工作部署建议等部分。概况部分应简要说明任务、工作范围及其划定的依据、地质工作简史、研究程度、已取得的成果；对边远交通不便的地区应说明自然经济地理情况。成矿规律与预测部分是报告的重点，应说明区域地质、地质建造、地球物理和地球化学等特征；已知典型矿床的控矿因素、矿化信息、成矿规律、进一步找矿能性，成矿区(带)的划分及预测地区，资源量预测方法选择及预测结果。二)成矿预测的基本理论与准则1.成矿预测的基本理论相似—类比理论求异理论定量组合控矿理论相似—类比理论是指在相似的地质环境下，应该有相似的成矿系列和矿床产出；相同的地区范围内，应该有相似的矿产资源量。矿床模型成为指导找矿的首要工作求异理论矿床都产出于地质异常中，因而通过发现异常，就可以发现矿床。人所共知，矿产通常是所在地质体的一个特殊组成部分——异常，这种特殊性可以体现为物理异常、化学异常及地质异常，并且前二者包括在后者之中；特大型矿床在同类性的小矿床中又有其产出的特殊性。因此，求异是预测找矿的一个有效途径及思路。通过求异，也只有通过求异，才能发现新类型的矿床。定量组合控矿理论成矿不是靠单一因素，也不是靠任意个因素的组合，而是靠“必要和充分”因素的组合。人们现在尚不能对成矿事件充分认识和查明，这样，成矿和找矿就成为了非确定性事件。预测的任务是，最大限度地提高找矿概率。往往在地质条件相似情况下，一些地区有矿，而另一些地区无矿，这是因为“相似的地质条件”并不一定是成矿的“充分条件”。一般地说，一个地区成矿概率的大小与有利因素组合程度有关，也与关键因素是否存在相关。三理论关系：相似类比理论是矿床预测的基础，它要求我们详细了解和大量占有国内外已知各类矿床的成矿条件、矿床特征和找矿标志；求异理论是成矿预测的核心，它要求在相似类比的基础上注意发现不同层次或不同尺度水平、不同类型的异常；定量组合控矿理论是成矿预测的依据，它要求掌握一切与成矿有关的因素及其特征。2.成矿预测的准则1）最小风险最大含矿率准则2）优化评价准则3）综合预测评价准则4）尺度对等准则5）定量预测准则1）最小风险最大含矿率准则该准则是指对提交的预测成果要求在最小漏失隐伏矿床可能性的前提下，以最小的空间位置圈定找矿靶区。成矿预测实质上是风险评价，提交的预测成果要包含最小的风险，最大的可靠性。实际上，圈定的找矿靶区常会出现两类常见的错误：一是漏圈有矿地段；二是将无矿地段误圈为找矿靶区。此准则是避免此二类错误产生的基本原则。凡遵循此准则提交的预测成果都可避免过2）优化评价准则由于地、物、化、遥资料中包含的成矿信息具有一定的随机性和模糊性，其预测成果是在不确定条件下做出的带有某种风险的决策，但地质找矿工作则要求提交确定性的成果。为使两者统一，对圈定的成矿远景区需作可靠性评价，通常称“优化评价”。优化评价是指预测人员根据成矿规律和成矿控制因素的认识，有意识地干预模型的构成，对模型作有利成矿(或强化成矿信息)的定向转换(但要在不改变模型预测目标的前提下)，使模型突出其中一些有重要预测标志(或控矿因素)的信息，抑制某些成矿意义不明显，或干扰较强的信息，迫使模型向成矿有利方向浓缩信息，突出找矿标志，逐步逼近潜在矿床，实现模型的定量转换。最后提出重中之重的普查区和最优的找矿靶区。3）综合预测评价准则该准则包括两方面内容：A.对潜在矿床自身作综合评价:①②③预测区范围内除导向矿种以外矿产的预测评价。B.对预测和找矿，要使用综合技术方法，包括①预测工作中使用地、物、遥感的综合信息，②找矿过程中使用地、物、化、航卫的综合方法发现矿床，并要指明使用的方法种类、方法配置和方法使用时的先后次序。该准则要求使用最少的方法、手段、最短的时间、最高的效益进行预测和发现矿床。4）尺度对等准则成矿预测成果一般要求采用不同层次比例尺的成果表达，据此准则，其原始资料都应与不同层次的比例尺相对应，若用大于该层次比例尺的原始资料是允许的，相反则不符合此准则。水平对等准则包括以下内容①成矿预测成果比例尺与使用的地、物、化、航卫资料的②在已知区建立预测模型使用的地、物、化、航卫变量在③提交统一规定的预测成果，④数据处理需使用统一规定的程序，在提交的成果中，凡涉及到计算机数据处理、绘图等工作所使用的软件都是正式鉴定通过(或验收)的程序，否则将是无效的。5）定量预测准则定量预测是成矿预测的重要内容之一，也是成矿预测现代化标志之一。成矿预测要计算机化，人工智能化，都必须以预测工作的定量化为基础。同时，定量化也是现代成矿预测所追求的目标，即预测成果形式应包括“四定”：定成矿远景区空间位置，定矿产资源种类，定矿产质量和定矿产资源量。有时，为了更加完善，还应要求定找矿概率及定控矿地质因素和找矿标志最有利成矿和找矿的数值区间。这样就达到了六定。（三）成矿预测方法分类研究1.成矿预测方法的理论基础2.成矿预测方法分类1.成矿预测方法的理论基础成矿预测是对发生在过去的成矿事件的未知特征进行的估计或推断。预测的过程实质上是一个严密的科学逻辑思维过程，包括观察、分析、归纳、演绎及推理等认识环节。1.成矿预测方法的理论基础成矿预测方法则既是对这种思维过程的一种具体体现及反映，又是保证这种思维过程得以顺利完成的有效途径，其是在一定的理论基础上，结合成矿预测的具体特点而发展起来的。这种理论基础就是客观事物的发展变化过程中所具有的普遍规律：惯性原理、相关原理和相似原理。1）惯性原理惯性原理是指客观事物在发展变化过程中常常表现出的延续性，通常称其为惯性现象。成矿事件及其产物—矿床的惯性现象表现为在时间、空间上具有稳定的变化趋势。这种变化趋势越稳定，即惯性越强，则越不易受外界因素的干扰而改变本身的变化趋势。例如一些大的成矿带和脉状矿体的规模及延伸方向在空间上一般都比较稳定。成矿预测中常用的行之有效的各种趋势外推法就是依据于地质体的有关特征在时空上的惯性现象而发展起来的。2）相关原理相关原理是指任何成矿事件的发生、变化都不是孤立的，而是在与其它地质作用的相互影响下发展的，并且这种相互影响常常表现为一种因果关系。例如成矿预测的研究对象—矿床通常和各种岩石及构造有着密切的联系，一定类型的矿床是特定的地质作用的特殊产物。相关原理有助于预测者深入、全面地分析与成矿有关的各种地质因素，从而正确地认识矿床的有关特征及总结成矿规律，进而进行正确的预测。依据相关原理，成矿预测发展的初期就广泛地使用了归纳法。独联体国家广泛使用的系统分析方法及预测—普查组合方法也是建立在相关原理基础上，属归纳法的一种具体形式。3）相似原理相似原理是指特性相近的客观事物的变化常有相似之处。在成矿预测研究中可以将其理解为在相似的地质环境中应该有相似的矿床产出(如矿床的种类、类型、规模、储量等)。依据客观事物发展、变化的相似性，由已知事物的变化特征可以类推具有相似特征的预测对象的未知状态。即由已知区类推地质环境相似的未知区的成矿特性，由已知矿床类推未知矿床的有关特征。成矿预测的类比法就是依据于相似原理而提出并迅速得到普及及推广的。2．成矿预测方法分类研究具体的成矿预测方法目前已达数百种，但成矿预测方法分类研究一直是一个非常薄弱的方面。国内外已有的分类见下表：国内外有关学者的成矿预测方法分类一览表序号姓名分类方法1秋也夫（前苏联）1）启发式预测（专家预测）；2）数学模型预测2沙利文（美国）克雷康贝（美国）1）定性预测法；2时间序列预测法；3）因果模型预测法3道勃罗夫（前苏联）1）专家评估法；2）趋势外推法；3）模型法。进一步分为八组十九种4琼斯（H。JONES美国）特维斯（B。TWISS美）1）定性预测；2）定量预测；3）时间预测；4）概率预测5哈里斯（D。P。HARRIS美国）1）多元统计预测法；2）主观评价法6龙得克维斯特1）地质—几何法；2）历史演化法；3）共生分析法；4）构造—建造—岩相法7赵鹏大（1983）1）矿产资源潜力评价方法2）成矿远景区评价方法3）地质标志评价方法8朱裕生（1984）1）非地质标志评价方法2）主观评价方法2）简单地质标志评价方法4）成矿地质标志评价方法5）定性地质标志评价方法6）成因地质模型评价法9王世称（1986）按预测目的分五类，每类又按离散型、连续型、混合型三分，共分十五种10卢作祥等人（1988）1）归纳法（编图法）2）类比法3）统计分析法4）综合法刘石年在1993年进行了较详细的分类探讨（下表）：成矿预测方法分类简表成矿预测方法分类内容类亚类主要预测目标和方法相似类比法环境类比法条件分析法综合信息法地质几何法时间系列法共生分析法矿床模型法查明成矿背景和环境，建立环境类比模型查明控矿条件的作用及最优组合和部位，建立条件控矿模型查明成矿信息及最优组合和部位，建立综合信息模型对控矿地质界面进行模拟及矿体空间定位，建立地质几何模型查明主要成矿期次及演化规律，预测矿产时空分布查明矿床组合及成矿系列，预测共生矿种和矿床建立矿床成因模型或综合类比模型，对工作地区进行预测找矿靶区预测求异法定性组合求异法定量组和求异法对地质异常进行体线面线点组合求异及预测对控矿因素和矿化信息进行取值、变换、定量组合求异资源总量预测和潜力评价方法区域价值法、体积估计法、丰度估计法、矿床模型法、德尔菲法、蒙特卡洛法、综合法资源定量预测预测矿床可能规模方法回归分析法、判别分析法、聚类分析法、逻辑信息法、系统模拟