■文明

（廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院廣西南寧530023）

基于GIS的多元成礦預(yù)測--以廣西河池保平、龍頭等地區(qū)為例

■文明

（廣西壯族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院廣西南寧530023）

本文利用遙感技術(shù)手段，結(jié)合地質(zhì)、礦產(chǎn)、遙感等信息，在研究工作區(qū)典型礦床的地質(zhì)、遙感、成礦地質(zhì)條件、成礦規(guī)律基礎(chǔ)上，建立了典型礦床的遙感解譯標(biāo)志和遙感綜合找礦模式，利用GIS數(shù)理統(tǒng)計和空間分析，基于MRAS建立成礦預(yù)測模型，對區(qū)域進(jìn)行找礦遠(yuǎn)景評價，初步建立了在南方高植被覆蓋下遙感地質(zhì)調(diào)查方法。

GIS技術(shù)遙感技術(shù)成礦預(yù)測模型多元信息成礦預(yù)測

1　研究區(qū)及其地質(zhì)背景

研究區(qū)位于廣西北部，北起側(cè)嶺鄉(xiāng)、南至弄檔一帶，西起弄從、東至英瑞一帶；工作區(qū)出露地層有泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系及第四系等。本區(qū)泥盆系地層分布于北香、五圩、龍頭、魚峒一帶，沉積類型多樣，有臺地碳酸鹽巖相、槽盆相，中泥盆統(tǒng)塘丁組、那標(biāo)組及上泥盆統(tǒng)榴江組是本區(qū)最有利的含礦層及含礦圍巖。下石炭統(tǒng)巖性變化大，主要為碎屑巖、碳酸鹽巖，局部為硅質(zhì)巖，巖石組合復(fù)雜，相變迅速，含有錳、磷、煤等沉積礦產(chǎn)，厚數(shù)十至千余米。區(qū)域出露中二疊統(tǒng)和上二疊統(tǒng)，上二疊統(tǒng)主要為合山組和領(lǐng)好組，合山組為重要的含煤及鋁土礦層位。

工作區(qū)構(gòu)造上位于江南古陸南西緣、右江再生地槽北東緣的南丹—河池地區(qū)褶斷帶，屬古特堤斯構(gòu)造域和太平洋構(gòu)造域的復(fù)合部位。北西向的南丹—昆侖關(guān)深大斷裂帶和復(fù)式背斜構(gòu)成了區(qū)內(nèi)的主要構(gòu)造格架。此外，南北向及北東向斷裂、褶皺亦較發(fā)育。北西向南丹—昆侖關(guān)深大斷裂是主要控巖、控礦和控相構(gòu)造。

工作區(qū)位于廣西南丹-河池錫多金屬成礦帶南段，已發(fā)現(xiàn)數(shù)十處礦產(chǎn)地，礦種有鉛、鋅、金、砷、銻、汞、錳等，其中大型礦床4處、中型礦床4處、小型礦床（點）25處。

2　技術(shù)路線

（1）資料收集整理：收集工作區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)、物探、化探、ETM+影像、典型礦區(qū)的地質(zhì)和遙感地質(zhì)等方面的資料；

（2）野外踏勘：選擇典型礦床做對比研究，調(diào)查礦產(chǎn)地分布位置，礦區(qū)地層、構(gòu)造、巖漿巖、圍巖蝕變、地形地貌及植被分布特征，初步建立遙感解譯標(biāo)志和蝕變信息提取模型；

（3）遙感地質(zhì)解譯和信息提取：對區(qū)域的地層和構(gòu)造進(jìn)行遙感地質(zhì)解譯，并提取羥基和鐵染異常，利用礦產(chǎn)地數(shù)據(jù)與遙感組合異常進(jìn)行空間分析，進(jìn)行遙感異常評價；

（4）綜合分析：對區(qū)域的礦產(chǎn)、地層、構(gòu)造、遙感等進(jìn)行綜合分析，確定參與成礦預(yù)測的證據(jù)因子；

（5）典型礦床的遙感綜合找礦模式：通過研究典型礦區(qū)，闡明其礦床地質(zhì)特征及遙感地質(zhì)特征，從而總結(jié)遙感地質(zhì)找礦規(guī)律。

（6）成礦遠(yuǎn)景區(qū)的劃分：基于MRAS系統(tǒng)的成礦預(yù)測模型的建立，根據(jù)成礦后驗概率，結(jié)合成礦地質(zhì)、礦產(chǎn)、遙感特征，圈定預(yù)測區(qū)。

3　綜合成礦預(yù)測方法

3.1成礦理論

80年代年，國際礦床學(xué)界在成礦理論研究諸領(lǐng)域，如礦床成因、成礦機(jī)制、時空展布諸方面取得了令人矚目的進(jìn)展（涂光熾，2001）。在綜合前人在工作區(qū)成礦成因及成礦模式研究的程度上，引進(jìn)了與之相關(guān)的新的成礦理論，主要有：

（1）同生層控礦床

（2）生物成礦理論

（3）邊緣成礦理論及預(yù)測

（4）劉寶珺院士等“地質(zhì)流體成礦”理

3.2成礦預(yù)測方法

在傳統(tǒng)的金屬礦產(chǎn)成礦預(yù)測工作中，通常以“相似類比原理”進(jìn)行模型預(yù)測為主，該模型預(yù)測具有強(qiáng)烈的針對性，它只適用于找同類型礦床，而不能發(fā)現(xiàn)新類型、難識別礦床，且大多以經(jīng)驗和定性地確定成礦類比模型。在對工作區(qū)的成礦預(yù)測中既繼承了傳統(tǒng)的預(yù)測方法，又結(jié)合了新的成礦預(yù)測方法，主要有：

（1）基于地質(zhì)異常的“5P”找礦理論，即成礦可能地段（probable ore-formingarea）、找礦可行地段（permissive ore-findingarea）、找礦有利地段（preferable ore-finding area）、礦體資源體潛在地段（potential mineral resources area）和礦體遠(yuǎn)景地段（perspective ore body area）（唐賓，2000）。（2）成礦構(gòu)造解析找礦理論與方法。（3）“三源”成礦及預(yù)測。（4）王世稱教授等“綜合信息成礦預(yù)測”理論。（5）定量組合控礦理論。（6）找礦信息量法（趙鵬大，1983）。（7）證據(jù)加權(quán)模型（F.P. Agterberg、Bonham-Carter）。

3.3成礦預(yù)測的軟件基礎(chǔ)

基于MapGis平臺開發(fā)了礦產(chǎn)資源GIS評價系統(tǒng)（MRAS），其中有利用證據(jù)權(quán)重模型進(jìn)行礦產(chǎn)資源定量評價的子系統(tǒng)。

3.4基于MRAS系統(tǒng)的成礦預(yù)測模型

MRAS系統(tǒng)實現(xiàn)礦產(chǎn)預(yù)測工作的方法，目前使用的主要有三種模型：（1）證據(jù)找礦信息量加權(quán)模型；（2）基于GIS礦產(chǎn)定量綜合信息預(yù)測模型；（3）經(jīng)驗?zāi)Ｐ蜆?biāo)志交互查詢搜索模型。

3.5預(yù)測礦種和成礦預(yù)測模型的確立

本次遙感調(diào)查的工作區(qū)是我國錫銻鉛鋅多金屬的重要成礦帶，預(yù)測礦種為Sn、Sb、Pb、Zn、Mn等。

本次采用證據(jù)找礦信息量加權(quán)模型進(jìn)行成礦預(yù)測，實現(xiàn)成礦預(yù)測的“三定”，即定量、定位、定概率。

3.6成礦預(yù)測證據(jù)因子的選擇與變換

（1）劃分預(yù)測單元。證據(jù)找礦信息量加權(quán)模型以一個預(yù)測單元只含有一個礦產(chǎn)地為依據(jù)，將工作區(qū)劃分為一定的統(tǒng)計單元（網(wǎng)絡(luò)或自由單元）。本次成礦預(yù)測的采用覆蓋工作區(qū)的自由網(wǎng)格單元，其間距為1km×1km。

（2）證據(jù)因子的選擇與變換。確立預(yù)測礦種后，通過研究典型礦區(qū)的地質(zhì)、礦產(chǎn)、遙感等資料，建立了工作區(qū)地質(zhì)、礦產(chǎn)、遙感找礦特征，選擇與成礦有關(guān)的證據(jù)因子，并進(jìn)行合理的量化變換（統(tǒng)一生成面狀文件），再參與綜合成礦預(yù)測。

3.7證據(jù)找礦信息量加權(quán)模型的應(yīng)用

（1）提取礦產(chǎn)地圖層，選擇自定義的自由網(wǎng)格單元（1km×1km）；（2）選擇覆蓋工作區(qū)范圍的模版面文件，搜索含礦網(wǎng)格單元，生成含礦網(wǎng)格圖層；（3）分別將篩選和變換處理的各證據(jù)因子的專題圖層與含礦網(wǎng)格圖層相疊加，并進(jìn)行先驗概率及權(quán)重（W+，W-）計算，篩選找礦先驗概率和正權(quán)值相對較大的因子參與下一步預(yù)測流程；（4）將篩選后的各種因子進(jìn)行獨立性檢驗，篩選出相對獨立、不重復(fù)的證據(jù)因子。經(jīng)過如上處理，最終選擇的證據(jù)因子最能反映所要預(yù)測的礦種信息，各因子之間是唯一的，最后參與找礦后驗概率計算。

4　成礦預(yù)測劃分

根據(jù)成礦后驗概率，結(jié)合成礦地質(zhì)、礦產(chǎn)、遙感特征，將單元找礦信息量有利度用色塊或等值線表達(dá)出來，確定預(yù)測區(qū)劃分的下限值，圈定預(yù)測區(qū)。

4.1預(yù)測區(qū)劃分原則

找礦預(yù)測基礎(chǔ)是成礦地質(zhì)條件、成礦規(guī)律及遙感信息。預(yù)測要素包括8個要素：賦礦層位、地層熵、線密度、地質(zhì)復(fù)雜度、遙感組合異常、遙感蝕變強(qiáng)度、環(huán)形構(gòu)造、斷層緩沖區(qū)。根據(jù)《固體礦產(chǎn)成礦預(yù)測基本要求》、《礦產(chǎn)資源遙感調(diào)查技術(shù)要求（1:250000/1:50000）》將

預(yù)測區(qū)劃分為A、B、C等3個級別：

A類找礦預(yù)測區(qū)：找礦后驗概率高，與己知典型礦床遙感找礦模型表達(dá)的預(yù)測準(zhǔn)則吻合程度很高，具有十分有利的成礦地質(zhì)條件，甲類遙感異常明顯，有礦床、礦點分布，資源潛力大或者較大，埋藏在可采深度以內(nèi)，可建議優(yōu)先安排礦產(chǎn)勘查的地區(qū)。

B類找礦預(yù)測區(qū)：找礦后驗概率中等，與己知典型礦床遙感找礦模型表達(dá)的預(yù)測準(zhǔn)則吻合程度中等，具有較好的成礦地質(zhì)條件，甲類-乙類遙感異常明顯，有礦點、礦化點分布，推測有一定資源潛力，可考慮安排地質(zhì)找礦工作的地區(qū)。

C類找礦預(yù)測區(qū)：找礦后驗概率低—中等，具有成礦地質(zhì)條件，乙類—丙類遙感異常明顯的地段，有可能發(fā)現(xiàn)資源，可考慮探索的地區(qū)，或在現(xiàn)有礦區(qū)外圍或深部，有預(yù)測依據(jù)但資源潛力較小的地區(qū)。

4.2預(yù)測區(qū)基本概況

根據(jù)找礦后驗概率，結(jié)合成礦地質(zhì)條件及成礦規(guī)律，本次工作區(qū)共圈定了42處預(yù)測區(qū)，其中A類13個、B類12個、C類17個。

5　結(jié)論

通過綜合成礦預(yù)測，預(yù)測結(jié)果與已知礦床點套合得十分理想，絕大部分礦床點均落在預(yù)測遠(yuǎn)景區(qū)中，且大部分落在預(yù)測區(qū)后驗概率值較大的區(qū)域中，說明該方法的準(zhǔn)確程度較高。這些都進(jìn)一步說明了預(yù)測結(jié)果對該區(qū)的進(jìn)一步找礦具有重要的指導(dǎo)意義。

總的來說，通過基于GIS的MRAS系統(tǒng)提供的證據(jù)找礦信息量加權(quán)模型對廣西河池保平、龍頭等地區(qū)進(jìn)行綜合成礦預(yù)測，進(jìn)一步揭示了研究區(qū)以錫銻多金屬為主的礦產(chǎn)分布規(guī)律和找礦遠(yuǎn)景。同時，預(yù)測結(jié)果為工作區(qū)有關(guān)的礦產(chǎn)提供了多元信息的佐證，且為研究區(qū)進(jìn)一步部署勘查找礦工作提供了定量評價預(yù)測遠(yuǎn)景區(qū)的科學(xué)依據(jù)。

［1］何衛(wèi)軍，文明，鄭健等.廣西保平等6幅1：5萬礦產(chǎn)調(diào)查遙感綜合調(diào)查成果報告.廣西壯族自治區(qū)遙感中心，2010（10）.

［2］趙鵬大，陳永清，劉吉平等.地質(zhì)異常成礦預(yù)測理論與實踐.-武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1999年9月.

［3］蔣雷鳴，等.基于GIS的多元信息綜合成礦預(yù)測-以路白山一帶銅、銀礦為例.新疆大學(xué).2011（6）.

P2［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-197-2

文明（1984～），男，畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)（武漢），本科，工程師，研究方向為地質(zhì)礦產(chǎn)、遙感地質(zhì)。