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)明确预测要求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)全面收收集地质资资料全面搜集研研究地区的的各种地质质报告和图图件、物化化探、重砂砂测量等工工作成果以以及有关专专著，并尽尽可能进行行矿产预测测所必需的的地层、构构造、岩浆浆岩、矿床床等各项地地质资料的的系统整理理，使之条条理化和图图表化。为为进一步研研究成矿规规律和预测测打下基础础3)研究成成矿规律和和建立矿床床成矿模式式在深入研究究区域地质质背景的基基础上，通通过一系列列典型矿床床的控矿因素和成矿机制制以及对区区域控矿条条件的分析析，找出在在时、空和和物质来源源方面直接接控制矿床床形成的分布规律。根据不同同比例尺成成矿预测工工作的需要要，建立区区域成矿模模式、矿床床成因模式式、找矿模模型。4)编制预预测图通常以成矿矿规律图为为底图。要要突出各种种控矿地质质因素和矿矿化信息。。在综合分分析控矿因因素和化信信息的基础础上，确定定预测评价价的准则，，圈出矿产产预测区，，划分远景景区级别，，以反映预预测的可靠靠程度，并并进行相应应的预测储储量估算。。5)重点工工程验证对复杂地质质体的评价价预测，必必然有个实实践、认识识、再实践践、再认识识的不断深深化过程。。地质现象象常常具有有多解性，，相互干扰扰很大，造造成分辨““矿”与““非矿”的的重重困难难。因此必必需用信息息论的观点点，把预测测找矿过程程看成是一一个多因素素影响的不不断修正、、不断调整整的动态过过程。要使这样一一个过程科科学化，信信息反馈是是不可缺少少的。信息反馈能能使预测方方案的验证证过程中产产生的各种种信息，及及时送回到到我们的手手中，帮助助适时地改改进和调整整决策，以以达到“有有效最佳””预测的目目的。因此此，在预测测方案拟订订以后，应应当选取典典型地段布布置少量工工程(一般般以钻探为为主)予以以揭露，及及时验证预预测矿产的的可靠性。。概况部分应应简要说明明任务、工工作范围及及其划定的的依据、地地质工作简简史、研究究程度、已已取得的成成果；对边边远交通不不便的地区区应说明自自然经济地地理情况。。成矿规律与与预测部分分是报告的重重点，应说说明区域地地质、地质质建造、地地球物理和和地球化学学等特征；；已知典型型矿床的控控矿因素、、矿化信息息、成矿规规律、进一一步找矿能能性，成矿矿区(带)的划分及及预测地区区，资源量量预测方法法选择及预预测结果。。二)成矿预预测的基本本理论与准准则1.成矿预预测的基本本理论相似—类比比理论求异理论定量组合控控矿理论相似—类比比理论是指在相似似的地质环环境下，应应该有相似似的成矿系系列和矿床床产出；相相同的地区区范围内，，应该有相相似的矿产产资源量。。矿床模型成成为指导找找矿的首要要工作求异理论矿床都产出出于地质异异常中，因因而通过发发现异常，，就可以发发现矿床。。人所共知，，矿产通常常是所在地地质体的一一个特殊组组成部分———异常，，这种特殊殊性可以体体现为物理理异常、化化学异常及及地质异常常，并且前前二者包括括在后者之之中；特大大型矿床在在同类性的的小矿床中中又有其产产出的特殊殊性。因此此，求异是是预测找矿矿的一个有有效途径及及思路。通通过求异，，也只有通通过求异，，才能发现现新类型的的矿床。定量组合控控矿理论成矿不是靠靠单一因素素，也不是是靠任意个个因素的组组合，而是是靠“必要要和充分””因素的组组合。人们现在尚尚不能对成成矿事件充充分认识和和查明，这这样，成矿矿和找矿就就成为了非非确定性事事件。预测测的任务是是，最大限限度地提高高找矿概率率。往往在在地质条件件相似情况况下，一些些地区有矿矿，而另一一些地区无无矿，这是是因为“相相似的地质质条件”并并不一定是是成矿的““充分条件件”。一般般地说，一一个地区成成矿概率的的大小与有有利因素组组合程度有有关，也与与关键因素素是否存在在相关。三理论关系系：相似类比理理论是矿床床预测的基基础，它要要求我们详详细了解和和大量占有有国内外已已知各类矿矿床的成矿矿条件、矿矿床特征和和找矿标志志；求异理论是是成矿预测测的核心，，它要求在在相似类比比的基础上上注意发现现不同层次次或不同尺尺度水平、、不同类型型的异常；；定量组合控控矿理论是是成矿预测测的依据，，它要求掌掌握一切与与成矿有关关的因素及及其特征。。2.成矿预预测的准则则1）最小风风险最大含含矿率准则则2）优化评评价准则3）综合预预测评价准准则4）尺度对对等准则5）定量预预测准则1）最小风风险最大含含矿率准则则该准则是指指对提交的的预测成果果要求在最最小漏失隐隐伏矿床可可能性的前前提下，以以最小的空空间位置圈圈定找矿靶靶区。成矿预测实实质上是风风险评价，，提交的预预测成果要要包含最小小的风险，，最大的可可靠性。实实际上，圈圈定的找矿矿靶区常会会出现两类类常见的错错误：一是是漏圈有矿矿地段；二二是将无矿矿地段误圈圈为找矿靶靶区。此准准则是避免免此二类错错误产生的的基本原则则。凡遵循循此准则提提交的预测测成果都可可避免过于于冒险和过过于保守的的两种极端端错误的倾倾向。2）优化评评价准则由于地、物物、化、遥遥资料中包包含的成矿矿信息具有有一定的随随机性和模模糊性，其其预测成果果是在不确确定条件下下做出的带带有某种风风险的决策策，但地质质找矿工作作则要求提提交确定性性的成果。。为使两者者统一，对对圈定的成成矿远景区区需作可靠靠性评价，，通常称““优化评价价”。优化评价是指预测人人员根据成成矿规律和和成矿控制制因素的认认识，有意意识地干预预模型的构构成，对模模型作有利利成矿(或或强化成矿矿信息)的的定向转换换(但要在在不改变模模型预测目目标的前提提下)，使使模型突出出其中一些些有重要预预测标志(或控矿因因素)的信信息，抑制制某些成矿矿意义不明明显，或干干扰较强的的信息，迫迫使模型向向成矿有利利方向浓缩缩信息，突突出找矿标标志，逐步步逼近潜在在矿床，实实现模型的的定量转换换。最后提提出重中之之重的普查查区和最优优的找矿靶靶区。3）综合预预测评价准准则该准则包括括两方面内内容：A.对潜在矿床床自身作综综合评价:①对可能的的共生矿床床的预测评评价；②伴生元素素的预测评评价；③预测区范范围内除导导向矿种以以外矿产的的预测评价价。B.对预测和找找矿，要使使用综合技技术方法，，包括：①预测工作作中使用地地、物、遥遥感的综合合信息，预预测潜在矿矿床；②找矿过程程中使用地地、物、化化、航卫的的综合方法法发现矿床床，并要指指明使用的的方法种类类、方法配配置和方法法使用时的的先后次序序。该准则要求求使用最少少的方法、、手段、最最短的时间间、最高的的效益进行行预测和发发现矿床。。4）尺度对对等准则成矿预测成成果一般要要求采用不不同层次比比例尺的成成果表达，，据此准则则，其原始始资料都应应与不同层层次的比例例尺相对应应，若用大大于该层次次比例尺的的原始资料料是允许的的，相反则则不符合此此准则。水水平对等准准则包括以以下内容①成矿预测测成果比例例尺与使用用的地、物物、化、航航卫资料的的比例尺一一致；②在已知区区建立预测测模型使用用的地、物物、化、航航卫变量在在预测区上上均可获取取；③提交统一一规定的预预测成果，，且其比例例尺要一致致；④数据处理理需使用统统一规定的的程序，在在提交的成成果中，凡凡涉及到计计算机数据据处理、绘绘图等工作作所使用的的软件都是是正式鉴定定通过(或或验收)的的程序，否否则将是无无效的。5）定量预预测准则定量预测是成矿预测测的重要内内容之一，，也是成矿矿预测现代代化标志之之一。成矿矿预测要计计算机化，，人工智能能化，都必必须以预测测工作的定定量化为基基础。同时时，定量化化也是现代代成矿预测测所追求的的目标，即即预测成果果形式应包包括“四定定”：定成矿远景景区空间位位置，定矿产资源源种类，定矿产质量量和定矿产资源源量。有时，为为了更加完完善，还应应要求定找找矿概率及及定控矿地地质因素和和找矿标志志最有利成矿矿和找矿的数值值区间。这样就达达到了六定定。（三）成矿矿预测方法法分类研究究1.成矿预预测方法的的理论基础础2.成矿预预测方法分分类1.成矿预预测方法的的理论基础础成矿预测是是对发生在在过去的成成矿事件的的未知特征征进行的估估计或推断断。预测的过程程实质上是是一个严密密的科学逻辑思思维过程，包括观察察、分析、、归纳、演演绎及推理理等认识环环节。1.成矿预预测方法的的理论基础础成矿预测方方法则既是是对这种思思维过程的的一种具体体体现及反反映，又是是保证这种种思维过程程得以顺利利完成的有有效途径，，其是在一一定的理论论基础上，，结合成矿矿预测的具具体特点而而发展起来来的。这种理论基基础就是客客观事物的的发展变化化过程中所所具有的普普遍规律：：惯性原理、、相关原理理和相似原原理。1）惯性原原理惯性原理是是指客观事事物在发展展变化过程程中常常表表现出的延延续性，通常称其为为惯性现象象。成矿事件及及其产物——矿床的惯惯性现象表表现为在时间、空间间上具有稳稳定的变化化趋势。这种变化趋趋势越稳定定，即惯性性越强，则则越不易受受外界因素素的干扰而而改变本身身的变化趋趋势。例如一些大大的成矿带带和脉状矿矿体的规模模及延伸方方向在空间间上一般都都比较稳定定。成矿预测中中常用的行行之有效的的各种趋势外推法法就是依据于于地质体的的有关特征征在时空上上的惯性现现象而发展展起来的。。2）相关原原理相关原理是指任何成成矿事件的的发生、变变化都不是是孤立的，，而是在与与其它地质质作用的相相互影响下下发展的，，并且这种种相互影响响常常表现现为一种因因果关系。。例如成矿预预测的研究究对象—矿矿床通常和和各种岩石石及构造有有着密切的的联系，一一定类型的的矿床是特特定的地质质作用的特特殊产物。。相关原理有有助于预测测者深入、、全面地分分析与成矿矿有关的各各种地质因因素，从而而正确地认认识矿床的的有关特征征及总结成成矿规律，，进而进行行正确的预预测。依据相关原原理，成矿矿预测发展展的初期就就广泛地使使用了归纳法。独联体国国家广泛使使用的系统分析方方法及预测测—普查组组合方法也是建立在在相关原理理基础上，，属归纳法法的一种具具体形式。。3）相似原原理相似原理是指特性相相近的客观观事物的变变化常有相相似之处。。在成矿预测测研究中可可以将其理理解为在相相似的地质质环境中应应该有相似似的矿床产产出(如矿床的种种类、类型型、规模、、储量等)。依据客观事事物发展、、变化的相相似性，由由已知事物物的变化特特征可以类类推具有相相似特征的的预测对象象的未知状状态。即由由已知区类类推地质环环境相似的的未知区的的成矿特性性，由已知知矿床类推推未知矿床床的有关特特征。成矿预测的的类比法就是依据于于相似原理理而提出并并迅速得到到普及及推推广的。上述分类极极不一致，，究其原因因，主要是是分类的原则则和角度不不同。特别是有有的方法分分类的依据据自身就不不统一，给给方法分类类研究和方方法的发展展造成了一一定的困难难。曹新志志据预测方方法得以提提出的理论论基础对预预测方法进进行了分类类1）趋势外外推法概念：趋势势外推法是是指立足于于矿床(体)的已知特征征，据矿床床(体)有关特征的的自然变化化趋势从已已知地段外外推相邻未未知地段内内的有关特特征的一种种成矿预测测方法。趋势外推法法是成矿预测测工作中应应用最早的的一类较成成熟的方法法。在一般般情况下，，所得结论论是可信的的。该类方方法既使用用简便、直直观，效果果又较好，，目前在矿矿区深部及及外围的成成矿预测工工作中取得得了较广泛泛的应用。。在具体应应用中根据据所依据的的外推参数数的不同，，可至少进进一步分为为六种方法法组(表)，因此，方方法选择的的自由度较较大。使用本类方方法须注意的事项项：①必须是在在起点真实的基础上，，严格地按按照变化趋趋势进行有有限的外推推；②外推时应应考虑到后期地质作作用改造的影响，如如后期断裂裂活动对先先成矿体的的错失、岩岩浆活动对对先成矿体体的熔蚀等等。2）归纳法法概念归归纳法是是通过对本本地区成矿矿地质条件件的深入研研究，总结结成矿规律律，进而对对成矿前景景作出科学学的评价的的一种成矿矿预测方法法。建立在相关关原理基础础上的归纳纳法是预测测工作中经经常自觉不不自觉要用用到的一类类方法。在在工作全面面深入、细细致、分析析合理的前前提下，所所得结论往往往比较正正确，并可可导致提出出新的成矿矿理论及发发现新的矿矿床类型。。本类方法无无论是在地地质研究程程度较高的的老区或研研究程度较较低的新区区都有其广广的使用前前景，是应应用类比法法的基础，，类比中所所用的各种种模式都是是通过对已已知区成矿矿特征的归归纳、总结结才建立起起来的。应用归纳法法时必须重重视已有成矿理理论的指导导作用，并注意总结新的成成矿理论及及建立相应应的预测模模式以指导相似似地区的预预测工作。。3）类比法法概念类类比法实实质上是一一种经验性性的方法，，其主要是是利用通过过对已知区区的深入解解剖研究所所取得的有有关认识，，去类比成成矿地质条条件相似的的未知区的的成矿前景景的一种成成矿预测方方法。类比法是四四类预测基基本方法中中使用简便便、易行、、见效快的的一种方法法，目前在在成矿预测测领域中得得到较高的的重视及较较广泛的应应用。P··鲁蒂埃(1979)认为预预测是从矿矿床类比中中发展起来来的。我国国甚至有人人认为“类类比法是成成矿预测首首要的或主主要的方法法，其它成成矿预测方方法都是建建立在这一一方法的基基础之上””。这种看看法虽然值值得商榷，，但从一个个侧面反映映了类比法法在成矿预预测领域内内的重要性性。本类方法特特别适用于于地质研究究程度较低低的地区及及受技术条条件限制而而研究难度度较大的地地表深部的的成矿预测测。由于类比法法是建立在在相似原理理基础上的的一种推断断，受预测测者的经验验及主观因因素影响较较大。在具具体应用中中，类比的的内容可以以是多方面面的，如成成矿地质特特征，物理理化学环境境、矿床类类型、矿化化信息等，，但为了提提高类比的的可靠性，，应尽可能能采用综合合的类比、、即用模式式类比。另外，要注注意分析预预测区的具具体地质特特征，注意意分析建模模区(已知知区)和预预测区地质质特征上的的差别对预预测精度的的可能影响响，并通过过预测实践践，修正已已有的成矿矿理论和模模式。需特特别指出的的是目前运运用成矿模模式进行类类比较为盛盛行，而直直接运用预预测模式进进行类比则则比较薄弱弱，这是类类比法研究究中急待解解决的问题题之一。4）综合方方法综合方法是是前述三类类基本方法法中的有关关具体方法法的不同最最佳组合。。由于运用用该类方法法时分析问问题是从多多方位出发发，对同一一地区强调调运用不同同的方法进进行互相验验证对比，，因而得出出的结论可可信度较高高。综合方法是是针对成矿矿预测工作作不断深入入和难度不不断加大的的局面而提提出的，其其也是成矿矿预测方法法今后相当当长一段时时间内重点点发展的方方向。二.科学找找矿若干概念：找矿又称矿产普普查，是指指在一定的的地区内为为寻找和评评价国民经经济需要的的矿产而进进行的地质质调查研究究工作。科学找矿是以现代成成矿理论作作指导、以以地质为基基础并采用用各种先进进的科学技技术方法的的矿产普查查工作。科学找矿是针对难度度找矿越来来越大、找找矿对象由由地表露头头矿、浅部部矿、易识识别矿转化化为深部隐隐伏矿、难难识别矿和和新类型矿矿，找矿费费用不断增增大，而矿矿的发现率率不断降低低的找矿工工作新局面面而提出的的。科学找矿的的具体研究究内容可以以概括为理论找矿、、综合找矿矿、立体找找矿、定量量找矿、智智能找矿五个方面：：（一）理论论找矿概念理论找矿是是指在先进进的地质成成矿理论指指导下进行行的找矿工工作。这是相对过过去长期进进行的“经经验找矿””和“技术术找矿”而而言的。在在找矿难度度日益增大大的情况下下，既不能能单凭经验验，也不能能仅靠技术术，而必须须以先进的的地质成矿矿理论为指指导，布置置找矿工作作，才能更更好地达到到预期的找找矿目的。。理论找矿的的重要途径径是建立““矿床模型型”(或““成矿模式式”)。。

这就就是通过揭揭示控制矿矿床形成的的最本质的的地质因素素或形成某某种类型矿矿床的典型型成矿环境境，然后再再根据相似似类比原则则寻找类似似的地质环环境或成矿矿条件，从从而达到更更有效的发发现矿床的的目的。斑岩铜矿模模型图理论找矿的的另一重要要途径是建建立“成成矿系列””所谓“成矿矿系列”是是指“在一一定的地质质环境中，，在统一的的地质成矿矿作用下形形成的，在在时间上、、空间上和和成因上有有密切联系系的一组矿矿床类型。。在一个成矿矿系列中可可以包括不不同成因类类型，不同同矿种等具具有亲缘关关系的矿床床。成矿系列的的预测找矿矿意义是：：在同一成成矿系列中中发现一种种矿床类，，就可能预预见另一种种矿床类型型。一个成矿系系列可构成成一个带，，也可能在在空间上被被隔绝为不不同矿带，，还可能构构成一个矿矿田。因此此，成矿系系列的建立立有时等价价于“矿带带模型”、、“矿田模模型”的建建立。（二）综合合找矿综合找矿有有多重涵义义，包括综综合手段、、综合信息息和综合矿矿种。根据不同找找矿阶段的的目的及任任务，应注注意不同尺尺度水平和和不同范围围的综合信信息。例如如，研究全全球构造和和地壳深部部构造状况况，进行地地壳结构类类型划分所所需的综合合信息；研研究地区大大地构造发发育类型，，进行构造造分区，确确定深部与与浅部构造造联系的综综合信息；；发现矿化化带、矿床床、矿体所所需要的综综合信息等等。（三）立体体找矿为了寻找隐隐伏矿床(体)，查明矿化化在三维空空间的变化化，必须增增加找矿深深度；为了了查明深部部的矿化特特征，寻找找新的矿床床(体)，也必须增增加找矿深深度。现在国内外外都很重视视在立体地地质填图基基础上的立立体找矿工工作。（四）定定量找矿矿定量找矿矿是找矿工工作向现现代化方方向发展展的重要要体现。。定量找矿矿是通过过建立矿矿床成因因、时空空分布、、质量数数量评价价的数学学模型的的途径来来达到预预测和评评价矿床床的目的的。具体地说说，就是是要查明明矿床形形成和分分布的数数量规律律性；建建立定量量的成因因和空间间分布数数学模型型；查明明各种控控矿因素素和找矿矿标志的的找矿信信息量；；查明地地区找矿矿远景或或成矿的的概率大大小以及及查明远远景地区区可能的的矿产资资源量。。研究表明明，各类类矿床的的形成确确实存在在明显的的数据规规律性。。例如，据据В．ИИ．克拉拉斯尼柯柯夫资料料：大型矿床床占全部部矿床的的7%，，但其总总储量占占全部储储量的65%，，占开采采量的55%；；中型矿床床占全部部矿床的的23%，占储储量的26%，，占开采采量的30%；；小型矿床床占全部部矿床的的70%，储量量占9%，开采采量占15%（五）智智能找矿矿智能找矿矿是人工智智能技术术应用于于矿床普普查工作作中的尝尝试性实实践活动动。目前在找找矿领域域内研究究及应用用较多的的主要是是找矿专家家系统。专家系系统是人人工智能能技术的的一个重重要分枝枝，是一一个在计计算机技技术支持持下的集集某一领领域内众众多专家家知识于于一体的的咨询、、决策系系统。在在地质找找矿领域域，自1976年由美国国斯坦福福大学国国