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        基于GIS的有色金屬成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)分析

        2019-05-27 11:45:38成欣怡
        世界有色金屬 2019年5期
        關(guān)鍵詞:成礦模型

        成欣怡,張 姚

        (四川省冶金地質(zhì)勘查局水文工程大隊(duì),四川 成都 610000)

        在我國的有色金屬找礦工作中,由于各地有色金屬礦區(qū)大多地形復(fù)雜、地質(zhì)活動(dòng)多變且找礦技術(shù)相對(duì)落后等因素的影響,因而有色金屬的找礦工作難度巨大?;谇叭搜芯亢拓S富的找礦資料,并應(yīng)用一系列如特征分析法、邏輯信息法的量化方法,引入到GIS空間分析中,充分挖掘地質(zhì)、物探、化學(xué)、遙感等找礦信息,從而提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性和高效性。本文基于GIS分析技術(shù),通過采集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,進(jìn)行了有色金屬成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)[1]。

        1 有色金屬成礦信息的采集

        對(duì)有色金屬成礦的遠(yuǎn)景分析首先應(yīng)進(jìn)行成礦信息采集,成礦信息采集包括空間數(shù)據(jù)的提取和數(shù)學(xué)模型的建立兩部分。

        (1)成礦空間數(shù)據(jù)的提取。在有色金屬成礦的諸多影響因素中,地質(zhì)變量是最為重要的衡量標(biāo)準(zhǔn),因此它是有色金屬的成礦遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)必須提取的空間數(shù)據(jù)[2]。地質(zhì)變量的范疇包括:地物化遙空間數(shù)據(jù)、成礦預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)的單元?jiǎng)澐旨跋嚓P(guān)數(shù)據(jù)等。其中,成礦預(yù)測(cè)的單元?jiǎng)澐謹(jǐn)?shù)據(jù)又包括點(diǎn)數(shù)據(jù)(破火口、有色金屬、總劃分單元)、線數(shù)據(jù)(斷層、地質(zhì)界線)和面數(shù)據(jù)(地層、侵入巖、分散流、劃分單元總量)。有些成礦空間數(shù)據(jù)還包括曲面數(shù)據(jù)(斷層節(jié)點(diǎn)數(shù)、斷層線密度、地層熵值),該數(shù)據(jù)可通過給定的閾值根據(jù)需求轉(zhuǎn)化為線或面數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算[3]。

        (2)成礦數(shù)學(xué)模型的建立。在進(jìn)行量化的成礦預(yù)測(cè)中,應(yīng)用量化模型進(jìn)行定量分析,能夠有效找出地質(zhì)變量中的成礦預(yù)測(cè)的重要因子,分析各種地質(zhì)變量的作用和相關(guān)性。根據(jù)量化模型的計(jì)算公式:

        式中,Ai表示某種地質(zhì)變量,B表示有礦的情況,而Ii表示地質(zhì)變量對(duì)找礦影響的大小,是衡量地質(zhì)變量的意義和作用的重要因素。若Ii>0,說明Ai存在有利于成礦的地質(zhì)信息,且影響因子隨Ai的增大而增大;若Ii≤0,則說明不存在成礦信息,即Ai對(duì)于成礦預(yù)測(cè)無影響。

        2 構(gòu)建成礦遠(yuǎn)景量化預(yù)測(cè)模型

        2.1 預(yù)測(cè)模型單元網(wǎng)格劃分

        對(duì)于有色金屬成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)模型的建立,首先應(yīng)對(duì)已知數(shù)據(jù)庫進(jìn)行單元?jiǎng)澐郑磳⒀芯糠秶M(jìn)行網(wǎng)格化。通常,進(jìn)行單元格的劃分應(yīng)注意的事項(xiàng)有:嚴(yán)格按照研究對(duì)象的比例尺和精度;確保研究所有區(qū)域都進(jìn)行了單元格劃分;確保所有礦床數(shù)都已知;根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行單元格劃分的微調(diào)。

        2.2 預(yù)測(cè)模型權(quán)重因子的確實(shí)

        對(duì)于已經(jīng)劃分好的單元格,需要根據(jù)實(shí)際需求和已知邊界條件對(duì)所有單元格進(jìn)行相關(guān)性檢索,檢索工作在MORPAS系統(tǒng)中進(jìn)行。接著把檢索后相關(guān)的單元格與已知實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行相交分析,即計(jì)算二者的相關(guān)性權(quán)重因子。我們對(duì)得到的相關(guān)性數(shù)據(jù)進(jìn)行二次賦值計(jì)算,將相關(guān)性的閾值和不相關(guān)的閾值分別用“1”和“0”來表示,最后利用MORPAS系統(tǒng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和編圖設(shè)計(jì)來生成相關(guān)性色塊圖。成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)的結(jié)果需要結(jié)合實(shí)際礦區(qū)的地質(zhì)條件、成礦規(guī)律和典型研究來進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)合GIS技術(shù)的大量數(shù)據(jù)和綜合權(quán)證法,判斷預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

        3 評(píng)價(jià)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證

        為了驗(yàn)證算法和模型的準(zhǔn)確性,需要對(duì)成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)模型進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用的分析,對(duì)比實(shí)際數(shù)據(jù)和前人研究進(jìn)行判斷。我們選取了大瑤地區(qū)的金礦進(jìn)行實(shí)例研究。

        3.1 大瑤地區(qū)金礦單元?jiǎng)澐趾蜋?quán)重因子計(jì)算

        根據(jù)GIS采集到的數(shù)物化遙數(shù)據(jù),我們對(duì)湖南大瑤金礦進(jìn)行單元格劃分,在保證最大精度的情況下,將大瑤金礦劃分為1876個(gè)單元格,每個(gè)單元格大小為0.5km×0.5km。通過計(jì)算每個(gè)單元格的相關(guān)性和權(quán)重因子,得到各礦區(qū)內(nèi)權(quán)重值的結(jié)果如表1所示。

        表1 權(quán)重因子計(jì)算結(jié)果

        3.2 大瑤地區(qū)金礦預(yù)測(cè)結(jié)果分析

        通過對(duì)GIS技術(shù)采集的數(shù)物化探數(shù)據(jù)和權(quán)重計(jì)算結(jié)果的分析,我們可以得出結(jié)論。

        (1)雷神廟區(qū)和黃滸洞區(qū)的地層巖石構(gòu)造以云母板巖、砂巖和粉砂巖為主。遙感技術(shù)在礦區(qū)底部還新發(fā)現(xiàn)了部分板巖巖脈和石英巖脈,兩種巖脈均受到不同程度的硅化、黃鐵化、綠泥石化等蝕變的影響。通過進(jìn)一步的分析,發(fā)現(xiàn)該區(qū)域具有強(qiáng)烈的蝕變綜合異常,并發(fā)現(xiàn)了3個(gè)金礦點(diǎn),成礦遠(yuǎn)景較好。

        (2)小木坪區(qū)位于大瑤金礦西北側(cè),巖石屬性主要為變質(zhì)砂巖,還有少量的雜砂巖和粉砂巖。區(qū)域內(nèi)的巖石形變劇烈,板巖中含有較多的褐鐵,這十分有利于成礦。通過物探還發(fā)現(xiàn),該區(qū)域土壤中含金韌性剪切帶發(fā)育良好,且含金量高達(dá)10g/t,說明該區(qū)域成礦遠(yuǎn)景極好。

        (3)在大瑤金礦礦區(qū)的其他區(qū)域,我們還發(fā)現(xiàn)了由東向北走向的斷裂帶和石英巖脈,以及隱伏巖體的發(fā)育。經(jīng)過進(jìn)一步勘探,在斷裂帶中含有多達(dá)十條的含金蝕變帶,最寬的礦脈達(dá)60cm,長(zhǎng)度在230m左右;石英巖脈的變形程度大,黃鐵礦化情況嚴(yán)重,有利于金礦的形成,具有一定的成礦潛力。

        4 結(jié)論

        本文通過建立的有色金屬成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)算法和模型,并利用大瑤地區(qū)成礦工作的實(shí)際地質(zhì)資料,借助GIS技術(shù)的空間分析和圖形繪制功能,應(yīng)用綜合模型評(píng)級(jí)等多種多元統(tǒng)計(jì)方法對(duì)各種地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行了權(quán)重因子的計(jì)算。通過應(yīng)用MORPAS平臺(tái)的模型分析技術(shù),準(zhǔn)確的對(duì)大瑤地區(qū)金礦成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)進(jìn)行了良好的預(yù)測(cè)。驗(yàn)證了本文建立分析技術(shù)的準(zhǔn)確性,期望為后續(xù)成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)工作提供幫助。

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