第十四章矿产预测和勘查评价

第十四章矿产预测和勘查评价矿产预测、勘查与评价是地质学的应用与实践，是矿床学理论与国民经济建设之间的桥梁，也是矿床学学科向外拓宽，与经济科学、管理科学、信息技术和勘查工程技术的交叉领域。近年来矿产预测、勘查和评价三方面都已成为内容相当深广、方法技术性较强、发展很快的学科领域，本章从矿床学知识拓宽的角度，简要介绍其中的一些昀基本的概念和方法。第一节矿产预测一、矿产预测有关基本概念矿产资源（Mineralresources）是指在地壳内部或表面天然形成的固态、液态或气态堆积体，它们现在能够、或潜在地可以成为有经济价值的开采对象。与第一章所论述的矿床概念比较而言，矿产资源是矿床的“超集”，是矿床概念向“潜在地可以成为有经济价值的开采对象”的拓宽，这一拓宽在一定程度上强调了矿产的经济属性。矿产资源概念的明确，密切了矿床学、成矿规律和矿产预测研究与社会济经发展之间的联系，丰富了这些学科的研究内容，扩大了其应用范围。矿产资源形势分析、矿产资源潜力评价和矿产资源规划，已成为成矿规律研究和成矿预测的新的服务领域。成矿预测(Metallogenicprognosis)和矿产预测(Mineralresourcesprognosis)含义相似。前者主要将矿产资源(或矿产地)作为地质实体，较强调从地质成因上研究矿床的形成、分布规律，通过研究成矿地质条件、找矿标志来评价一个地区或地段未知矿产资源的存在状况，包括潜在矿产资源的质量(矿种、矿床类型、开发利用条件)、数量(资源潜力－各级资源量乃至低级储量)和空间位置(找矿远景区或找矿靶区)，故更多地属于地质学范畴；后者除了考虑矿产资源的上述地质属性，同时较多考虑其技术经济属性，即开发利用的可能性和可行性，故较多地具有经济内涵。从对矿产资源勘查和预测的本质意义上讲，将二者分开使用更合适。矿产资源评价(Mineralresourcesassessment)的含义与矿产预测有较大重叠，主要差别是前者更多用于小比例尺情况下，更强调矿产资源“量、质”的估计或评价；后者可指各种比例尺的预测，“位、质、量”并重。但矿产资源评价不排除“位”的预测，因为在小比例尺大范围情况下，没有“位”的“量”预测结果意义不大。区域(Regional)矿产预测是在矿田、矿化集中区、成矿亚带、成矿带或某个地理区内进行的比例尺一般不大于1:5万的中小比例尺矿产预测工作，其预测对象是矿床、矿田或矿化集中区，一般涉及空间范围较大，预测自变量较多，特别是有综合性、隐蔽性、抽象性的信息较多，其实际用途主要是为一个地区矿产勘查开发乃至经济发展战略的制定提供第十四章矿产预测和勘查评价295依据。区域矿产预测有别于以工业矿体为预测对象，一般在一个矿床或矿田范围内进行的大比例尺矿产预测。区域矿产预测成果应包括定质（矿种、矿床类型、矿石质量、开采条件等）、定位（圈定找矿远景区，在大比例尺情况下常称找矿靶区）、定量（估计资源潜力）、建议（根据预测结果提出研究区内进一步地勘工作部署建议）四方面内容。矿产定量(Quantitative)预测大致有3种含义，一是指用定量化的方法进行矿产预测，二是指对矿产资源做出数量方面的预测，三是指前二者的综合，本书采用第一种含义。矿床统计预测是用统计分析或数学方法进行矿产预测，在使用习惯上，矿床统计预测中的“矿床”实际上是各种矿产资源对象（矿体、矿床、矿田、成矿区带）的泛指。二、矿产预测一般程序和基本原则1.矿产预测一般程序一项矿产预测工作的完成，一般需要经过设计、实施、报告编审、成果提交等阶段。其中实施阶段的一般程序是：（1）收集资料、分析成矿地质背景：根据任务要求，全面收集整理和研究与工作区有关的区调、普查、勘探、科研等工作的地质、物探、化探、重砂、遥感、测试等资料和成果，编制研究程度图，写出地质研究工作简史。（2）分析控矿条件：分析区内已知典型矿床的特征，总结控矿条件和成矿机制，编制必要的辅助图件（各类控矿因素分布图等）。（3）研究成矿规律，建立成矿模式。（4）划分成矿区（带），进行区（带）远景评价：成矿区带一般分为全球成矿带（I级，如环太平洋成矿带、古地中海成矿带）、跨越数省的成矿带（II级，如南岭成矿带、西昌-滇中成矿带）、控矿地质条件组合类似或相同并有较大展布范围的成矿带（III级，如镇江-繁昌的一系列火山岩盆地）、由同一成矿作用形成的矿田分布区（IV级，如宁芜盆地）、受局部有利构造、岩体或地层层位控制的矿田（V级）等。（5）圈定找矿远景区，估计潜在资源量：根据控矿条件组合的有利程度、找矿标志的明显程度，在研究区内区分有远景和无远景地段，其中有远景地段在小比例尺情况下称为预测区，中比例尺（1:20万~1:10万）时称预测段，大比例尺时称找矿靶区。（6）提出地质找矿或勘探工作部署建议：指出和论证在研究区不同地段内进行下一步地勘工作的位置、范围、工作内容、工作类型、技术手段、比例尺、工作量、预期成果及注意解决的主要问题等。2.矿产预测基本原则矿产预测工作的基本原则一是以地质研究为基础的综合信息原则，二是循序渐进，三是尺度一致。以地质研究为基础的综合信息原则要求注重矿产资源的地质属性，注重成矿规律研究的指导意义，也要认识到成矿规律确定与随机的两重性，即成矿规律大部分是统计规律，它们常常只是一种趋势，而不是一成不变的法则。成矿规律既有确定性也有随机性，是因为成矿地质过程是自然过程，它们必定受到物理和化学定律的支配，在足够小的尺度上，矿化产物与地质因素之间有确定的因果关系，但由于成矿过程一般来说是长期复杂的，会涉及大量偶然因素的干扰，其结果会变得很难准确预测；同时还由于人们认识的局限性，基础矿床学296会暂时认识不到某些必然联系的存在，从而导致随机性。因此，注重全面收集和综合分析除地质信息以外的其他有关信息，研究各种信息之间以及它们与矿产资源之间的各种（成因的、统计意义的）联系，对于提高矿产预测的准确性和可靠性十分重要。循序渐进原则，是指在一定地区内开展多次矿产预测时，应当按比例尺由小到大的顺序进行。区域展开、重点突破、不断深入，逐步缩小和优选预测远景地区。一般情况下，在工作程度较低、资料比较少的地区，宜进行小比例尺预测；大比例尺预测应在中小比例尺预测所圈定的预测区或预测段内进行。尺度一致原则，一是工作比例尺与研究区的资料水平和已有研究程度相适应；二是工作比例尺与预测对象的尺度相适应，一般小比例尺预测以矿化集中区、矿田为对象，中比例尺预测以矿田或矿床为对象，而大比例尺预测以矿体或矿床为对象；三是预测对象与预测标志或准则在尺度上也应相互适应，中小比例尺预测工作中应注重研究区域性的较大尺度的地质条件和找矿标志，而大比例尺预测工作中，应注重研究局部的比较具体的找矿地质条件和标志。三、矿产预测的主要方法矿产预测方法大致分两类，即传统方法和矿床统计预测方法。传统方法是基于地质成矿理论研究和直观定性类比的预测方法。这类方法所依据的地质成矿理论包括以区域地质构造、成矿背景研究为基础的成矿规律与成矿预测理论、地球化学省理论、成矿系列理论、成矿模式理论、成矿系统理论以及其它各种与特定地质构造理论相关的成矿预测理论。这类方法的特点是：（1）强调矿产与地质条件、矿产与矿产之间的成因联系，预测往往从成因研究出发，例如槽台、板块、地台活化等理论试图从地球深部物质分异、构造运动、流体运动、地球化学障等来解释矿产组合与不同构造单元的相关关系，地球化学省理论则用地球深部物质原始不均匀性解释矿产分布的不均匀性。（2）预测基本思路是相似类比，类比的假设前提为相同或相似的地质环境中可能产出类型、质量、数量相似的矿产资源。（3）多采用直观、定性推理的预测方法。传统方法矿产预测的主要内容是在综合分析各种成矿地质条件、找矿标志和成矿规律基础上，编制一定比例尺的成矿预测图。成矿预测图一般是以地质矿产图为底图，包含找矿远景区划分方案的图件。为了反映成矿规律研究的成果、成矿预测的依据以及对预测结果作其他必要的说明（如各远景区分级分类方案、地质工作部署建议等），应编制出与成矿预测图相应的一系列辅助图件（包括各种控矿因素分布图，各种找矿标志分布图，物、化、遥、重砂等异常图，成矿区带划分图等）、数据表和文字报告。矿床统计预测是以成矿地质环境和成矿规律研究为基础，以数学为工具，以计算机为手段，以地质、地球物理、地球化学、遥感地质多源信息的综合定量分析为主要途径的区域矿产定量预测。该方向是数学地质学的重要组成部分，近20多年来发展很快，形成了许多彼此有区别也有联系的理论方法体系，如国外的地质多元统计和主观概率理论方法，我国的矿床统计预测理论方法、综合信息理论方法、地质异常理论方法、求异和无模型预测理论等。这类方法的特点是：第十四章矿产预测和勘查评价297（1）强调以成矿规律研究为基础，但同时强调成矿规律的确定性与随机性的对立统一。（2）矿产预测的基本推理方法仍是类比，但强调“定量类比”，各种统计分析和数学方法在类比的实现中得到广泛应用，相对于直观定性类比，定量类比优越性十分突出，可以建立较客观的标准来衡量“相似”或“不相似”并能定量说明相似的程度，较好地回答“什么是地质环境的相似”的问题。（3）强调多源信息的提取和综合分析，特别是间接、隐蔽、抽象和综合信息的提取和利用，某些黑箱式模型（如人工神经网络）所包含的信息常不能用自然语言予以说明，但它们确实存在而且有用，是典型的间接、隐蔽、抽象和综合信息，定量类比还可使相似类比原则的作用发挥得更充分。（4）矿产定量预测中充分利用现代信息处理技术和计算机，涉及大量数据的采集、存贮、管理、分析及可视化的输出显示等，与现代信息处理技术的高速发展是匹配的，随着较通用的地学数据库的逐步建成，可以预期不久的将来通过通讯网络，利用远程数据进行矿产预测将会成为现实。（5）相对于传统地质学的区域成矿预测，现代矿产定量预测更为客观、可靠、准确、高效，这是由它的前四个特点决定的。矿床统计预测方法是数学地质的重要部分，其关键之一是建立合适的预测数学模型，20世纪80年代前，主要盛行概率统计和多元统计方法；80年代处理逻辑数据，数量化理论和逻辑信息方法得到发展，模糊集方法流行；90年代以来，人工神经网络流行，同时在地质研究领域还引进分形理论和混沌动力学等，反映人们对地质现象、过程非线性的认识；地理信息系统（GIS）应用于矿产预测起始于80年代初，盛行于80年中后期，这是因为GIS适于处理大量空间信息，而这种优势可以被区域矿产预测所利用，也反映了人们已认识到仅有好的预测计算方法还不够，大量的原始数据、中间数据和成果数据需要进行有效的管理。第二节矿产勘查与评价一、矿产勘查与评价的基本概念矿产勘查是从矿产预查、普查、详查到矿床勘探一系列工作的统称。矿产预查是依据区域地质和物化探异常研究结果，进行初步野外观测，提出可供普查的矿化潜力较大的地区。矿产普查又称找矿，是指在矿化潜力较大地区内，为寻找和评价工业需要的矿产而进行的地质、地球物理、地球化学及遥感等方面的调查研究工作。根据工作的具体目标、内容和方法，矿产普查可分为在一定地区内开展的针对多矿种多类型矿床地质找矿工作的综合性矿产普查、在一定地区内开展的针对个别矿种或矿床类型地质找矿工作的专门性矿产普查、对区域地质调查中发现的矿点或群众报矿矿点进行工业远景评价工作的矿点检查、以找矿为目的的物探和化探工作及其异常查证、以找矿为目的的遥感图像解译分析和检查。传统的普查找矿概念主要指综合性矿产普查、专门性矿产普查和矿点检查，而物探、化探和遥感由于各有其特殊的理论和技术方法，并且除找矿外它们还可能有其它目标，因基础矿床学298此未被包括在矿产普查的范畴之内。由于目前通过综合技术运用、综合信息分析提高找矿效果是一种显著的发展趋势，故本书将这些工作也包括在矿产普查工作之中。通常普查找矿工作的结果是找到并经初步工业远景评价的矿点。矿点是指具有成矿地质条件和矿产存在标志的地点。矿点尚没有明确的工业价值，通过地质和工业评价，明确肯定了其工业价值后，矿点才转变为矿床。普查找矿一般有4项基本任务。（1）根据矿产资源形势分析、区域经济发展规划