賈黎黎，朱世博，王建榮，胡飛躍

（廣東省地質(zhì)調(diào)查院，廣東廣州 510080）

0 引言

過(guò)去的幾十年中，地球化學(xué)異常一直在礦產(chǎn)勘探領(lǐng)域發(fā)揮著日益重要的作用（Cohen et al.，2010；Grunsky，2010；Zuo and Wang，2016；梁鳴等，2022；郭小剛等，2023）。隨著深度學(xué)習(xí)技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，其在地球化學(xué)數(shù)據(jù)分析和找礦預(yù)測(cè)中的應(yīng)用也越來(lái)越受到人們的關(guān)注（Xiong and Zuo，2020；Luo et al.，2020；鐘羽等，2022；李沐思等，2023）。

相比傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，深度學(xué)習(xí)方法在處理多源、異構(gòu)、高維、高計(jì)算復(fù)雜度及高不確定性數(shù)據(jù)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能夠更有效地從中挖掘礦床與數(shù)據(jù)之間的深層次相關(guān)性（左仁廣，2019）。目前，國(guó)內(nèi)外研究者針對(duì)地球化學(xué)異常識(shí)別及礦產(chǎn)遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)的深度學(xué)習(xí)方法主要分為卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（劉艷鵬等，2018；Li et al.，2018；蔡惠慧等，2019；鄧浩等，2020；Li et al.，2020；Sun et al.，2020）、生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（Zhang and Zuo.，2021；Li et al.，2022）和深度自動(dòng)編碼器（Xiong and Zuo，2016；Xiong et al.，2018；Chen et al.，2019；Zhang et al.，2019；Luo et al.，2020）三類(lèi)。這些方法能夠自動(dòng)從多源找礦信息中提取高級(jí)特征，并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)表征。

盡管眾多學(xué)者已經(jīng)在探索如何將深度學(xué)習(xí)更好地運(yùn)用于找礦預(yù)測(cè)，并取得了一系列成果，但目前仍存在一些尚未解決的問(wèn)題：（1）深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）深度學(xué)習(xí)只能建立采樣點(diǎn)與預(yù)測(cè)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系，但是無(wú)法建立空間結(jié)構(gòu)關(guān)系。在找礦預(yù)測(cè)中，單點(diǎn)異常并不意味著區(qū)域異常，以單點(diǎn)異常來(lái)表征區(qū)域性異常通常會(huì)引起誤判，因此在區(qū)域性找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)方面效果欠佳。（2）卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習(xí)模型解決了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的空間關(guān)系問(wèn)題，但是由于地球化學(xué)數(shù)據(jù)的局部空間特征提取對(duì)卷積尺度設(shè)定較為敏感，卷積尺度設(shè)置過(guò)小時(shí)，卷積核會(huì)提取到異常的空間結(jié)構(gòu)，尺度過(guò)大時(shí)卷積核會(huì)提取混合背景的空間結(jié)構(gòu)，窗口過(guò)大過(guò)小都會(huì)對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果產(chǎn)生重要影響，目前并沒(méi)有科學(xué)的方法確定對(duì)找礦預(yù)測(cè)最有效的卷積窗口大小。

為提高深度學(xué)習(xí)技術(shù)在地球化學(xué)異常找礦中應(yīng)用的深度及效果，需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是如何通過(guò)融合多源地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別異常區(qū)位的空間結(jié)構(gòu)特征。語(yǔ)義分割模型作為卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的提升，采用了上采樣、下采樣、池化和注意力機(jī)制等方法來(lái)增強(qiáng)卷積窗口的有效感受野，以盡可能緩解訓(xùn)練精度受窗口大小的限制。這樣可以有效地識(shí)別出數(shù)據(jù)中重要的異常特征，從而顯著提高預(yù)測(cè)精度。目前語(yǔ)義分割深度學(xué)習(xí)方法已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像、自動(dòng)駕駛、機(jī)器人導(dǎo)航、虛擬現(xiàn)實(shí)、遙感測(cè)繪等領(lǐng)域，成為計(jì)算機(jī)視覺(jué)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題（Long et al.，2015；Huang and Wu，2022；Maji et al.，2022），但很少利用于成礦靶區(qū)預(yù)測(cè)中。鑒于此，本文融合地球化學(xué)數(shù)據(jù)、地層巖性數(shù)據(jù)、地質(zhì)構(gòu)造數(shù)據(jù)及DEM數(shù)字高程數(shù)據(jù)組成多維地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)集，以UNet、SegNet、PSPNet三種語(yǔ)義分割作為主要技術(shù)手段，對(duì)比3種模型對(duì)本區(qū)數(shù)據(jù)集的訓(xùn)練效果并選擇最優(yōu)模型開(kāi)展廣東省陽(yáng)江-茂名地區(qū)找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)工作。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)處理

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)地處廣東省西南部，大地構(gòu)造上屬華南褶皺系，涉及范圍橫跨云開(kāi)大山隆起及粵中凹陷兩個(gè)構(gòu)造單元。地層由老至新有元古界、寒武系、奧陶系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系、古近系、新近系及第四系。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造在后加里東時(shí)期受新華夏構(gòu)造體系改造，多呈北東或近北東走向。發(fā)育兩個(gè)規(guī)模較大的向斜褶皺，分別為陽(yáng)江新洲桐逕至合山那崖一帶向斜褶皺和茂名合江向斜。北東向斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要有：四會(huì)-吳川大斷裂、信宜-廉江斷裂、金垌-河唇斷裂、麗崗-笪橋斷裂、大潮-曹江斷裂、清灣-平定斷裂、織簧斷裂、溫泉一海陵斷裂、白石-那湖斷裂（圖1）。其中四會(huì)-吳川大斷裂、信宜-廉江斷裂對(duì)本區(qū)成礦起重要作用，自外向內(nèi)可劃分為以鐵為主、硫金銅、鉛鋅銀為主的三帶，具有對(duì)稱(chēng)性。

圖1 廣東省陽(yáng)江-茂名地區(qū)地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of the Yangjiang-Maoming area in Guangdong Province1-大灣鎮(zhèn)組；2-桂州祖；3-禮樂(lè)組；4-黃崗組；5-北海組；6-高棚嶺組；7-老虎嶺組；8-尚村組；9-黃牛嶺組；10-油柑窩組；11-上垌組；12-銅鼓嶺組；13-三丫江組；14-三水組；15-葉塘組；16-羅定組；17-百足山組；18-帽子峰組；19-天子嶺組；20-春灣組；21-東坪組；22-東崗嶺組；23-信都組；24-桂頭群；25-老虎頭組；26-楊溪組；27-云開(kāi)巖群；28-白堊系侵入巖；29-侏羅系侵入巖；30-三疊系侵入巖；31-二疊系侵入巖；32-石炭系侵入巖；33-泥盆系侵入巖；34-志留系侵入巖；35-奧陶系侵入巖；36-南華系侵入巖；37-青白口系侵入巖；38-混合花崗巖；39-混合巖；40-實(shí)測(cè)斷層；41-推測(cè)斷層；42-水系；43-行政界限；44-研究區(qū)范圍1-Dawanzhen Formation；2-Guizhou Formation；3-Lile Formation；4-Huanggang Formation；5-Beihai Formation；6-Gaopengling Formation；7-Laohuling Formation；8-Shangcun Formation；9-Huangniuling Formation；10-Youganwo Formation；11-Shangdong Formation；12-Tongguling Formation；13-Sanyajiang Formation；14-Sanshui Formation；15-Yetang Formation；16-Luoding Formation；17-Baizushan Formation；18-Maozifeng Formation；19-Tianziling Formation；20-Chunwan Formation；21-Dongping Formation；22-Donggangling Formation；23-Xindu Formation；24-Guitou Group；25-Laohutou Formation；26-Yangxi Formation；27-Yunkai rock group；28-Cretaceous intrusive rocks；29-Jurassic intrusive rocks；30-Triassic intrusive rocks；31-Permian intrusive rocks；32-Carboniferous intrusive rocks；33-Devonian intrusive rocks；34-Silurian intrusive rocks；35-Ordovician intrusive rocks；36-Nanhua System intrusive rocks；37-Qingbaikou System intrusive rocks；38-migmatitic granite；39-migmatite；40-measured fault；41-inferred fault；42-river system；43-administrative boundaries；44-boundary of study area

本區(qū)成礦作用主要受晉寧期大地構(gòu)造控制。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)有高嶺土、油頁(yè)巖、鐵、銅、錫、磷礦、鉬礦、鉛鋅礦、稀土礦、金礦、鎢礦、水泥用灰?guī)r及礦泉水、地下熱水等。其中鐵、金、銅、高嶺土為本區(qū)分布面積最大、儲(chǔ)量最高的礦種，全區(qū)共有69個(gè)此類(lèi)礦點(diǎn)，其中包含31 個(gè)鐵礦點(diǎn)、12 個(gè)銅鋅礦點(diǎn)、20 個(gè)金礦點(diǎn)及6個(gè)高嶺土礦點(diǎn)。銅礦類(lèi)型主要為矽卡巖型及斑巖型；金礦類(lèi)型主要為河臺(tái)式破碎帶蝕變糜棱巖型；鐵礦類(lèi)型主要為大冶式矽卡巖型；高嶺土礦類(lèi)型主要有沉積巖風(fēng)化殘坡積型及花崗巖質(zhì)巖石風(fēng)化殘積型。

1.2 化探數(shù)據(jù)處理及異常分析

研究區(qū)收集到的數(shù)據(jù)為1∶25 萬(wàn)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)，其地球化學(xué)分析指標(biāo)為W、Sn、Bi、Mo、Be、Li、Rb、Nb、U、Th、Zr、Y、La、Au、Ag、Pb、Zn、Hg、As、Fe、Mn、Co、Al、Mg、Si、Na、Ca、K 等28 種元素。從研究區(qū)28種原始地球化學(xué)基本統(tǒng)計(jì)參數(shù)看出（表1），研究區(qū)元素分為如下幾類(lèi)：（1）弱變異（變異系數(shù)＜0.25）：均勻分布型元素較少，僅SiO2。（2）中等程度變異（0.25≤變異系數(shù)＜0.5）：元素以較均勻分布型為主，包括Y、Zr、Al2O3、Nb、La等5個(gè)元素，這些元素區(qū)域背景值總體上含量起伏變化不大。（3）強(qiáng)度變異型（0.5≤變異系數(shù)＜0.75）：強(qiáng)度變異型元素包括Fe2O3、Li、Th、Hg、U、Sn、Zn、MgO、Pb、Be、K2O、Ag、Mn 等13 種元素。該組元素區(qū)域上含量起伏較大，分異特征明顯。（4）高度變異（0.75≤變異系數(shù)＜1）：高度變異型元素包括Na2O、Rb、W、Co、CaO。該組元素在不同地質(zhì)背景及不同自然環(huán)境區(qū)含量差異較大，區(qū)域地球化學(xué)場(chǎng)表現(xiàn)為在多個(gè)生態(tài)環(huán)境區(qū)呈現(xiàn)富集或異常區(qū)（帶）的不均勻分布特征。（5）極度變異（變異系數(shù)≥1）：極度變異型元素有Bi、As、Mo、Au。該組元素在區(qū)域地球化學(xué)場(chǎng)表現(xiàn)不均勻分布特征，在多個(gè)生態(tài)環(huán)境區(qū)呈現(xiàn)富集或異常。

原始的地球化學(xué)數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)變量單位差異及變量間數(shù)據(jù)集差異等問(wèn)題。為了盡可能地表征數(shù)據(jù)特征，提高預(yù)測(cè)的精度，本文對(duì)化探數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，即經(jīng)處理后用0～1 之間數(shù)值來(lái)表征原始數(shù)據(jù)特征，其次用柵格疊加運(yùn)算的方式表征地球化學(xué)元素組合異常特征。

由研究區(qū)元素異常分布圖可見(jiàn)（圖2），F(xiàn)e2O3異常主要分布在高州市北部、化州市西部，出露地層為早中泥盆世老虎頭組、信都組、中泥盆世東崗嶺組、晚泥盆世-早石炭世天子嶺組、帽子峰組和石橙子組及元古代云開(kāi)群及青白口系侵入巖。Cu、Pb、Zn 綜合異常分布在高州市北部、化州市西部、陽(yáng)江市東部，出露地層為賦礦地層為泥盆統(tǒng)信都組、東崗嶺組、天子嶺組、老虎頭組及元古代云開(kāi)巖群，其次為燕山期侵入巖。Ag、Au綜合異常主要分布在化州市南部、電白區(qū)南部及陽(yáng)江市東北部，主要出露地層為中元古代云開(kāi)巖群。Al2O3、MgO、SiO2、CaO、K2O 綜合異常主要分布在電白區(qū)中部、陽(yáng)江市東部及高州市北東部，出露地層主要為有中新統(tǒng)尚村組、中新統(tǒng)-上新統(tǒng)老虎嶺組、上新統(tǒng)高棚嶺組及中元古代云開(kāi)巖群及青白口系侵入巖。該異常特征可為靶區(qū)圈定提供一定依據(jù)。

圖2 研究區(qū)元素異常分布圖Fig.2 Distribution of element anomalies in the study area

2 語(yǔ)義分割深度學(xué)習(xí)模型

卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Convolutional Neural Network，簡(jiǎn)稱(chēng)CNN），是一種可以自動(dòng)從圖像和其他類(lèi)型的大數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)表示的深度學(xué)習(xí)模型。它可以通過(guò)多層卷積和池化操作來(lái)提取輸入圖像中的特征，然后使用全連接層進(jìn)行分類(lèi)或回歸等任務(wù)。與傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有更強(qiáng)的可解釋性及更好的利用性能（李炳臻等，2021；張菊和郭永峰，2021）。相比較傳統(tǒng)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，語(yǔ)義分 割 模 型（Semantic Segmentation with Deep Learning）更加注重像素級(jí)別的分類(lèi)，將圖像分割成若干個(gè)像素類(lèi)別，每個(gè)像素點(diǎn)都對(duì)應(yīng)一種類(lèi)別標(biāo)簽。與物體識(shí)別不同，語(yǔ)義分割不僅需要標(biāo)記出物體的邊界，還需要準(zhǔn)確刻畫(huà)內(nèi)部物體的區(qū)域。因此，語(yǔ)義分割模型需要更為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和更高的計(jì)算效率，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的圖像分割效果。此外，在應(yīng)用場(chǎng)景上，語(yǔ)義分割廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)視覺(jué)、自動(dòng)駕駛和醫(yī)學(xué)圖像處理等領(lǐng)域（趙霞等，2019；何家峰等，2023）。

目前常用的語(yǔ)義分割模型有多種，其中比較流行和常用的模型包括：U 型網(wǎng)絡(luò)（UNet）、編碼器-解碼器網(wǎng)絡(luò)（Encoder-Decoder）、空洞卷積網(wǎng)絡(luò)（DCN）、語(yǔ)義分割神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（SegNet）、金字塔空間池化網(wǎng)絡(luò)（PSPNet）以及深度拉普拉斯金字塔網(wǎng)絡(luò)（DeepLab）。本文選取了UNet、SegNet、PSPNet 模型進(jìn)行找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)，這三種模型均是深度學(xué)習(xí)中用于圖像分割的經(jīng)典模型（圖3）。在找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)任務(wù)中，模型可以有效提取地質(zhì)圖像中重要的特征信息，為礦區(qū)的預(yù)測(cè)和分析提供有力支持。其中UNet模型是一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的全卷積網(wǎng)絡(luò)，它的設(shè)計(jì)靈感來(lái)自于生物學(xué)的圖像重建過(guò)程。這種模型可以通過(guò)上采樣和下采樣的過(guò)程，逐步提取出圖像中的局部特征和全局特征，從而實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的圖像分割（Ronneberger et al.，2015）。SegNet 模型也是一種全卷積網(wǎng)絡(luò)，但是它使用了一種特殊的編碼器解碼器結(jié)構(gòu)，可以有效解決深度學(xué)習(xí)中的過(guò)擬合問(wèn)題。這種模型在醫(yī)學(xué)圖像分割和自然圖像分割中都有出色表現(xiàn)，因此在找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)任務(wù)中也有很大的潛力（Zhao et al.，2017）。PSPNet模型是一種基于金字塔池化的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，它可以利用多個(gè)尺度的特征信息來(lái)進(jìn)行圖像分割。這種模型在自然圖像分割中取得了非常好的結(jié)果，因此也可以應(yīng)用于找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)任務(wù)中（Badrinarayanan et al.，2017）。

圖3 語(yǔ)義分割模型框架結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Framework structure diagrams of the semantic segmentation models

3 模型評(píng)估

3.1 訓(xùn)練樣本制作

本區(qū)成礦元素較多，包括W、Sn、Bi、Mo、Be、Li、Rb、Nb、U、Th、Zr、Y、La、Au、Ag、Pb、Zn、Hg、As、Fe、Mn、Co、Al、Mg、Si、Na、Ca、K 等28 種元素。本次研究利用這些元素測(cè)試結(jié)果制作地球化學(xué)異常圖，并結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造圖、地層巖性圖、DEM 數(shù)字高程影像等重采樣成500 m×500 m 空間尺度的圖像，最后打包組成一幅包含31 個(gè)維度信息的高維度圖像。通過(guò)已有礦區(qū)資料制作樣本標(biāo)簽，其中標(biāo)簽內(nèi)容包括背景、鐵礦、銅礦、高嶺土礦、金礦等分別用0、1、2、3、4等數(shù)字代替文本內(nèi)容，最后重采樣生成500 m×500 m 空間尺度的標(biāo)簽圖像?；赑ython 平臺(tái)利用Gdal、Numpy 庫(kù)等，將訓(xùn)練樣及標(biāo)簽分別裁剪成32×32窗口大小的訓(xùn)練集，共制作了包含3866個(gè)訓(xùn)練樣本及標(biāo)簽的訓(xùn)練集，并按照3∶1 比例分成訓(xùn)練數(shù)據(jù)及驗(yàn)證數(shù)據(jù)。

3.2 模型評(píng)估

為評(píng)估語(yǔ)義分割模型性能，我們使用了兩個(gè)廣泛應(yīng)用于圖像分割領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估指標(biāo)，分別是Mean IoU（平均交并比）和Pixel Acc（像素準(zhǔn)確率）：

式中nij為類(lèi)別i被預(yù)測(cè)成類(lèi)別j的數(shù)量；ncls為目標(biāo)類(lèi)別個(gè)數(shù)；ti為目標(biāo)類(lèi)別i數(shù)量；nii為類(lèi)別i預(yù)測(cè)正確數(shù)量；nji為類(lèi)j被預(yù)測(cè)成類(lèi)別i的數(shù)量。主要模型參數(shù)epochs=500、batch_size=20，選擇Callback 函數(shù)當(dāng)loss<0.02時(shí)進(jìn)行回撤。

評(píng)估結(jié)果表明（表2），PSPNet模型在Mean IOU和Pixel Acc精度方面都優(yōu)于UNet與SegNet模型；在訓(xùn)練時(shí)長(zhǎng)方面，PSPNet、UNet、SegNet每次迭代耗時(shí)分別為25 s、1 s、2 s（RAM容量8G、顯卡型號(hào)NVIDIA GeForce 940MX）。PSPNet模型雖然在耗時(shí)方面較長(zhǎng)，但是由于它引用了金字塔池化機(jī)制，可以獲得多種不同尺度的特征信息，從而可以更好地覆蓋不同大小的目標(biāo)物體，其次在設(shè)計(jì)上更注重場(chǎng)景信息，可以更好地捕捉輸入圖像中的上下文信息，對(duì)于具有復(fù)雜背景或多個(gè)目標(biāo)物體的場(chǎng)景，可以獲得更好的分割結(jié)果。

表2 模型精度評(píng)估表Table 2 Evaluation of model precision

4 討論

本文選擇最優(yōu)模型PSPNet進(jìn)行找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)，在Python 中利用Numpy 庫(kù)對(duì)研究區(qū)數(shù)據(jù)集進(jìn)行矩陣化生成多維矩陣數(shù)據(jù)，將模型訓(xùn)練結(jié)果對(duì)矩陣數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，并利用Gdal 庫(kù)對(duì)矩陣運(yùn)算結(jié)果柵格化輸出預(yù)測(cè)結(jié)果柵格圖，在ArcGis 軟件中將柵格圖矢量化，并疊加礦點(diǎn)及成礦帶數(shù)據(jù)繪制找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)圖（圖4）。預(yù)測(cè)結(jié)果顯示全區(qū)69 個(gè)礦點(diǎn)種有14 個(gè)礦點(diǎn)不在預(yù)測(cè)靶區(qū)中，其中金礦數(shù)量為6個(gè)、鐵礦數(shù)量為5個(gè)，銅礦數(shù)量為2個(gè)，高嶺土礦為1個(gè)，整體識(shí)別精度達(dá)到了79.7%，其中金礦、鐵礦、銅礦、高嶺土礦的識(shí)別精度分別為70%、83.8%、83.3%、83.3%，此外也預(yù)測(cè)出了21個(gè)目前未有查明礦點(diǎn)的找礦靶區(qū)。

圖4 基于PSPNet語(yǔ)義分割的深度模型找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)圖Fig.4 Prediction of prospecting target areas based on PSPNet semantic segmentation in deep model1-Ⅳ級(jí)成礦帶；2-Ⅲ級(jí)成礦帶；3-鐵礦點(diǎn)（查明）；4-銅礦點(diǎn)（查明）；5-金礦點(diǎn)（查明）；6-高嶺土礦點(diǎn)（查明）；7-金礦（預(yù)測(cè)靶區(qū)）；8-鐵礦（預(yù)測(cè)靶區(qū)）；9-銅礦（預(yù)測(cè)靶區(qū)）；10-高嶺土礦（預(yù)測(cè)靶區(qū)）1-grade IV metallogenetic belt；2-grade III metallogenetic belt；3-iron ore spot（identified）；4-copper ore spot（identified）；5-gold ore spot（identified）；6-kaolinite ore spot（identified）；7-gold（predicted target area）；8-iron（predicted target area）；9-copper（predicted target area）；10-kaolinite（predicted target area）

鐵礦（1-1），位于III-85-2 云浮-信宜Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Fe-Sn-Mo-Mn-硫鐵成礦帶。賦礦地層為早中泥盆世老虎頭組、信都組、中泥盆世東崗嶺組、晚泥盆世-早石炭世天子嶺組、帽子峰組和石橙子組，為碳酸鹽巖建造。地質(zhì)構(gòu)造上屬巖體與圍巖接觸帶，接觸變質(zhì)巖發(fā)育，形成大理巖、角巖、鈣矽卡巖、鎂矽卡巖。成礦時(shí)期為中侏羅世、早白堊世。金屬礦物主要為磁鐵礦、錫石、赤鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦，見(jiàn)Fe2O3、Cu、Zn、Mo、Sn三級(jí)化探異常分帶。

鐵礦（1-2～1-8），位于III-85-2云浮-信宜Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Fe-Sn-Mo-Mn-硫鐵成礦帶及III-85-3 陽(yáng)春-吳江Cu-Pb-Zn-Fe-Sn-W-Mo-Au-硫鐵成礦帶。賦礦地層為中元古代云開(kāi)巖群，為海相類(lèi)復(fù)理石建造，并有海底火山噴發(fā)-噴溢沉積。地質(zhì)構(gòu)造上屬于羅定盆地西南緣，貴子弧形構(gòu)造帶，侵入巖為薊縣紀(jì)及加里東期花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖，變質(zhì)巖巖性主要為長(zhǎng)石云母石英片巖、絹云母石英片巖、片麻巖等為一套巨厚層的淺變質(zhì)巖系，屬高綠片巖相。成礦時(shí)期以元古代為主，次為加里東期為主。金屬礦物主要磁鐵礦，其次有少量黃鐵礦、磁黃鐵礦及微量黃銅礦，見(jiàn)Fe2O3異常。

金礦（2-1～2-10），位于III-85-2 云浮-信宜Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Fe-Sn-Mo-Mn-硫鐵成礦帶及III-85-3 陽(yáng)春-吳江Cu-Pb-Zn-Fe-Sn-W-Mo-Au-硫鐵成礦帶。賦礦地層為中元古代云開(kāi)巖群，自下而上巖性為眼球狀混合巖、長(zhǎng)石石英片巖和條帶狀混合巖。地質(zhì)構(gòu)造上處于云開(kāi)隆起帶東翼，吳川-四會(huì)大斷裂西，侵入巖以花崗巖脈、偉晶巖脈。長(zhǎng)英巖脈為主，零星分布透輝巖脈、偉晶巖脈。礦物組合主要以磁鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、自然金為主，少量或微量碲鉍礦、方鉛礦、閃鋅礦、自然鉍、磁鐵礦、赤鐵礦、黝銅礦。

銅礦（3-1），位于III-85-2 云浮-信宜Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Fe-Sn-Mo-Mn-硫鐵成礦帶。賦礦地層為泥盆統(tǒng)信都組、東崗嶺組、天子嶺組、老虎頭組，為含陸源碎屑的碳酸鹽巖建造，巖性為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、粉砂質(zhì)灰?guī)r、白云巖等。地質(zhì)構(gòu)造上屬巖體與圍巖接觸帶，層間破碎帶發(fā)育，發(fā)育矽卡巖化、大理巖化，次為金云母化、蛇紋石化、硅化等圍巖蝕變。成礦時(shí)期為燕山晚期，金屬礦物主要為黃銅礦石，主要為磁鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、斑銅礦。

銅礦（3-2～3-9），位于III-85-2云浮-信宜Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Fe-Sn-Mo-Mn-硫鐵成礦帶及III-85-3 陽(yáng)春-吳江Cu-Pb-Zn-Fe-Sn-W-Mo-Au-硫鐵成礦帶。賦礦地層為中-新元古代云開(kāi)巖群第三段，為變質(zhì)砂巖-石英巖-片巖建造，其中綠片巖與銅鐵錫礦成礦關(guān)系密切。地質(zhì)構(gòu)造上屬于Ⅲ級(jí)構(gòu)造分區(qū)屬粵西俯沖型侵入巖帶。區(qū)域上位于羅定弧形斷裂的南緣，夾于廉江-信宜斷裂和吳川-四會(huì)斷裂之間，侵入巖一般為燕山五期花崗斑巖、斑狀花崗巖?；◢彴邘r為鉬礦的成礦母巖，斑狀花崗巖為錫-鉬錫礦床的成礦母巖。金屬礦物主要是輝鉬礦、錫石、黑鎢礦、黃鐵礦、微量黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦。

高嶺土礦（4-1），位于III-85-2 云浮-信宜Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Fe-Sn-Mo-Mn-硫鐵成礦帶。地層主要為有中新統(tǒng)尚村組、中新統(tǒng)-上新統(tǒng)老虎嶺組，上新統(tǒng)高棚嶺組，第四系殘坡積層。其中礦體主要賦存于老虎嶺組中下段的強(qiáng)-全風(fēng)化土層中。成礦原巖為含礫、礫質(zhì)粗粒長(zhǎng)石石英砂巖、含礫不等粒長(zhǎng)石石英砂巖夾粘土巖，受強(qiáng)烈風(fēng)化形成殘積高嶺土礦層。

高嶺土礦（4-2），位于III-85-2 云浮-信宜Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Fe-Sn-Mo-Mn-硫鐵成礦帶。地層主要為中-新元古界云開(kāi)巖群，巖性有變質(zhì)細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖、石英云母片巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖、混合巖化花崗巖、均質(zhì)混合巖等。礦體賦存于加里東期偉晶巖化均質(zhì)混合巖風(fēng)化殘積土中，由均質(zhì)混合巖風(fēng)化殘積而成。

5 結(jié)論

靶區(qū)預(yù)測(cè)需要將物探、化探、遙感、地質(zhì)等多源復(fù)雜信息綜合分析，基于深度學(xué)習(xí)的算法可以迅速有效地融合地學(xué)信息，依托高性能計(jì)算機(jī)快速有效地圈定靶區(qū)，具有客觀性及高效性的優(yōu)點(diǎn)。本文提出利用語(yǔ)義分割的深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行找礦預(yù)測(cè)，相較于傳統(tǒng)積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，語(yǔ)義分割模型通過(guò)上下文信息融合方法，可以更準(zhǔn)確地捕捉到異常特征的位置、大小及形狀等特征，更適用于相對(duì)范圍極小地質(zhì)異常區(qū)的識(shí)別，具有更高精度及魯棒性，在靶區(qū)預(yù)測(cè)任務(wù)中顯然具有更大的利用潛力。

在本次陽(yáng)江-茂名地區(qū)開(kāi)展找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)研究中，PSPNet 模型在預(yù)測(cè)精度方面優(yōu)于SegNet、UNet模型，因?yàn)镻SPNet 采用金字塔池化策略，從而具有更嚴(yán)格的上下文信息融合及感知野擴(kuò)展策略、跨數(shù)據(jù)集泛化能力更優(yōu)秀，更適應(yīng)在找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用。同時(shí)，本次研究共圈定了55 處找礦靶區(qū)，其中包含9 個(gè)銅礦靶區(qū)、15 個(gè)鐵礦靶區(qū)、17 個(gè)金礦靶區(qū)及7 個(gè)高嶺土礦靶區(qū)，結(jié)合已有的69 個(gè)礦點(diǎn)，共有55 個(gè)礦點(diǎn)在靶區(qū)內(nèi)，識(shí)別率達(dá)到了79.7%，同時(shí)也預(yù)測(cè)出了21處未有查明礦點(diǎn)的靶區(qū)，表明PSPNet語(yǔ)義分割深度學(xué)習(xí)模型在找礦靶區(qū)預(yù)測(cè)中具有很好的適用性。