矿集区是指矿床、矿点或矿化物密集分布的地区,它反映了很多矿床或矿点在空间上的自然分布特点, 作为国家策略性矿产资源的要紧保障基地,国内的矿集区正渐渐从浅表矿开发转向深部矿资源开发。深部矿已成为矿集区找矿的重点,包含老矿山深部和外围资源的探索。通过矿集区找矿预测研究,能帮助大家更好地知道和发现深部矿产资源,达成新的突破。矿集区找矿预测工作性质处于地区地质调查和矿产勘查之间, 工作内容序次包含 1:5 万中比率尺地区矿产预测和大于等于 1:
1 万大比率尺找矿预测,是矿产预测范畴。因此,矿集区找矿预测涉及广泛
矿集区找矿预测理论办法技术体系框架
张志辉1,左群超1
(1.中国地质调查局进步研究中心,北京 100037)
提要
【研究目的】本文主要针对一套涵盖1:5万比率尺地区矿产预测和1:1万大比率尺找矿预测的理论办法技术体系,说明了体系中包括的理论办法、数据模型和技术支撑软件系统等内容,并向大众推广服务。
【研究办法】以“矿床模型综合地质信息预测理论办法”和“成矿地质体找矿预测理论办法”为指导,借助现代信息技术,对矿集区找矿预测所使用的理论、办法及技术等进行了深入研究与系统总结。
【研究结果】已打造了矿集区找矿预测理论办法技术体系,已广泛应用于国内要紧矿集区的矿产调查和深部找矿预测工作。
【结论】本文简要介绍了矿集区找矿预测所使用的基本理论、核心办法、达成技术、形成成就与水平控制等要紧方面构成的体系框架,为国内新一轮找矿策略行动提供支撑。
关键字:矿集区;成矿地质体;找矿预测;理论办法;综合地质信息;固体矿产矿床模型;矿产勘查工程
革新点:
1)初次提出了涵盖且支持中比率尺矿产预测与大比率尺找矿预测的矿集区找矿预测的理论办法技术,可以解决矿集区不同比率尺找矿预测衔接问题,提升找矿效率。
2)初次提出矿集区找矿预测数据模型,并构建了矿集区找矿预测数据模型应用软件体系。
3)初次打造了基于数据模型的矿集区找矿预测数据水平检查与评价控制体系。
1 引言
矿集区是指矿床、矿点或矿化物密集分布的地区,它反映了很多矿床或矿点在空间上的自然分布特点, 作为国家策略性矿产资源的要紧保障基地,国内的矿集区正渐渐从浅表矿开发转向深部矿资源开发。深部矿已成为矿集区找矿的重点,包含老矿山深部和外围资源的探索。通过矿集区找矿预测研究,能帮助大家更好地知道和发现深部矿产资源,达成新的突破。矿集区找矿预测工作性质处于地区地质调查和矿产勘查之间, 工作内容序次包含 1:5 万中比率尺地区矿产预测和大于等于 1:
1 万大比率尺找矿预测,是矿产预测范畴。因此,矿集区找矿预测涉及广泛的学科范围,如地质学、数学和技术等。
矿产预测层次可细分为六个基本级次:①大地区层次(比率尺小于 1:250 万,用于资源策略研究或矿产勘查规划)、 ②成矿区(带)层次(比率尺小于 1:50 万,圈定矿区或矿带,用于矿产勘查规划或资源策略研究)、 ③矿区(带)层次(比率尺 1:25 万~1:10 万,用于圈定矿田及矿床预测区、矿产勘查规划或勘查靶区选择)、 ④矿田层次(比率尺 1:5 万~1:2.5 万,用于圈定矿床、勘查靶区选择)、 ⑤矿床层次(比率尺 1:1 万~1:5 千,用于圈定矿体、勘查工程部署)、 ⑥矿体层次(比率尺大于 1:5 千,用于圈定不相同种类型、品质、性能、作用与功效的矿石、勘查工程部署)。基于矿产预测层次的定义,矿集区找矿预测研究范围可能涵盖紧邻矿区(带)层次、矿田层次、矿床层次,与紧邻矿体层次的所有研究范围;矿集区找矿预测工作的比率尺范围主要在≤1:5 万和≥1:1 万之间。依国内地质工作程度而言, 矿集区找矿预测特指在已完成 1∶ 5 万地区地质调查的矿集区范围内, 第一通过拓展 1∶ 5 万矿产专题地质填图、 1∶ 5 万物探化探和遥感地质调查填平补齐、 典型矿床及矿产地(矿体、矿点、矿化)调查研究、 物化遥异常综合检查、 专题采样与测试剖析等工作,查明矿集区成矿地质条件和矿产资源特点,总结成矿规律,拓展矿集区范围 1∶ 5 万矿产资源潜力评价,圈定矿产预测区(即找矿远景区),估算预测资源量;然后优选要紧勘查区拓展大于等于 1:1 万大比率尺找矿预测工作,为矿产勘查工作提供基础资料。
海外成矿预测办法有加拿大的地质学的多变量预测方程, 主如果用多项式趋势和地质变量来预测地质变量的技术。美国三步式预测办法,该办法包含三部分:(1)依据地质条件划分不相同种类型的矿床允许地区;(2)借助品位|吨位模型估计每类型型矿床的金属量和矿石特点;(3)估计每类型型矿床的未发现矿床数目。该办法强调内部一致性,即允许地区与描述模型一致,品位|吨位模型与描述模型和已知矿床一致,未发现矿床数目估计与品位|吨位模型一致。国内学者在预测理论与办法研究上也多有建树, 如赵鹏大院士的“地质异常”理论,觉得地质异常在地质体或地质体组合中表现明显的差异,包含成分结构、架构或成因序次,与周围环境不同,这种差异性为矿床形成提供了首要条件条件,因此地质异常可视为矿床形成的必要条件之一。翟裕生院士提出的成矿系统理论,觉得成矿系统由地质要点、成矿用途过程、矿床系列和异常系列组成,这类要点一同构成了具备成矿功能的自然系统,对矿床的形成和保存起着关键的控制用途,研究成矿系统可以更好地理解矿床的形成机制,为矿产资源的勘查与开发提供关键的理论参考。陈毓川院士提出的“成矿系列理论办法”,该理论借助系统论和活动论的看法研究了成矿用途过程和矿床组合自然体,觉得矿床的成矿系列是一种自然分类方法。叶天竺研究员提出的勘查区找矿预测理论,通过系统梳理已有地、物、化、遥等资料,通过有关工作方法,确定成矿地质体、 成矿架构与成矿结构面、成矿用途特点标志,从而提炼成矿要点及找矿标志,打造找矿预测地质模型,判断矿体外置,并通过工程验证查明矿体。王世称教授的“综合信息预测技术”,提出综合地质、地球物理、地球化学和遥感信息,研究不同信息之间的关系和转换规律,打造综合信息找矿模型,借助间接信息探测潜在的矿体。朱裕生研究员的“多元信息预测技术”。肖克炎研究员的“GIS 矿产预测办法技术”, 为矿产预评测价提供全方位可操作的数据综合、成矿信息提取、预测办法选择、预查区的圈定和优化、成就输出一体化,与进一步的互联网交流平台。赵鹏大院士的“三段式”成矿预测及定量评价办法,需要明确梳理,包含确定远景区空间地方、资源量、品位和矿产价值,与找矿概率、精准性和靠谱性。通过确定成矿原因和最好定量组合,确定可能的找矿范围。这类权威学者在成矿地质理论、成矿预测原理、成矿预测办法上各有侧重,对找矿预测提供了非常不错的研究方向。综上所述,成矿预测理论体系办法是一个综合性的研究体系,需要多学科、多技术的综合运用,才能有效地预测矿产资源的分布和潜力。
近年来, 矿产预测主要集中在借助三维地质模型进行成矿预测。这类办法主要集中在计算机技术和图形学办法上,但总是忽略了地质原因,比如地质背景、成矿规律和找矿模型等,缺少对地学模型本身的关注和融合。找矿勘查学科进步主要有两大范围,一是地区成矿规律与地区矿产预测研究,二是隐伏矿床找矿预测及深部找矿。假如能将两者有机结合,将很大提升找矿效率。在新一轮找矿突破策略行动中,也需要一套序次涵盖 1:5 万中比率尺地区矿产预测和大于等于 1:
1 万大比率尺找矿预测的理论办法技术体系,这也是大家研究的出发点。本研究通过对矿集区找矿预测所使用的理论、办法及技术的深入研究与系统总结及持续推广健全,打造了矿集区找矿预测理论办法技术体系,并已广泛应用于国内要紧矿集区矿产调查及深部找矿预测工作。本文从矿集区找矿预测使用的基本理论、核心办法、达成技术与形成成就类型等方面简要讲解了该体系框构造成,为国内新一轮找矿策略行动提供支持。
2 办法技术体系框架建设
2.1 体系基本框架
矿集区找矿预测理论办法技术体系,英文全名为:Theories, Methodologies and Technologies of Ore|searching Prognosis in Mineralization Focused Area(缩写 TMTofOPMFA)。该技术体系以矿集区找矿预测数据模型系列及其数据模型应用软件系列为核心办法与达成技术。它涵盖了中比率尺地区矿产预测和大比率尺找矿预测,需要从数据实体、数据模型及其应用软件递进的抽象视角进行无缝融合。除此之外,还包含矿床模型综合地质信息预测理论办法、成矿地质体找矿预测理论办法、矿集区找矿预测所需的野外调查、测量剖析、专题与综合研究、与各环节数据资源建设技术需要。此技术体系还涵盖了覆盖全步骤的数据水平控制办法技术,以打造全程支撑坐落于 1:5 万地区地质调查与矿产勘查之间的矿集区找矿预测理论办法技术(图 1) 。

图 1 矿集区找矿预测理论办法技术体系框架
TMTofOPMFA 的构成内容包含 7 个主要方面:①矿集区找矿预测使用的两套矿产资源预测理论办法;②矿集区找矿预测野外调查、测量剖析、专题与综合研究技术需要;③矿集区找矿预测数据模型规范;④矿集区找矿预测数据模型支持软件;⑤矿集区找矿预测数据(库)水平控制办法技术;⑥矿集区找矿预测面向的主要目的和服务的主体对象;⑦矿集区找矿预测形成的成就类型与成就作用与功效。进一步,基于 TMTofOPMFA 研究成就,明确规范了矿集区找矿预测每一环节的工作输入和成就产出,研制并提出了矿集区找矿预测研究模式,即一种理论找矿模式(图 2) ,进一步科学化、规范化、系统化、模型化、信息化、步骤化了矿集区矿产预测研究工作。

图 2 矿集区找矿预测研究模式
2.2 基本理论和技术需要
2.2.1 基本理论
矿集区找矿预测主要包含 1:5 万中比率尺地区矿产预测和大于等于 1:1 万大比率尺找矿预测。其中, 1:5 万中比率尺地区矿产预测和大于等于 1:1 万大比率尺找矿预测试打分别使用了“矿床模型综合地质信息预测理论办法”和“成矿地质体找矿预测理论办法”作为指导理论。以下概述这两套矿产资源预测理论办法。
(1)矿床模型综合地质信息预测理论办法
固体矿产矿床模型综合地质信息预测理论办法,英文全名为:Methodology of Geological Information Intergration and Mineral Modeling for Mineral Resource Assessment(缩写 MGeoM)。是由叶天竺科研团队于 2004 年提出的。该办法综合了国内三轮成矿区划科技研究攻关经验(第 1 轮始于 1979 年、第 2 轮始于 1985 年、第 3 轮始于 1995 年),吸收了自 20 世纪 80 年代以来海外矿产预测范围不同学派的学术理论,融合了国内矿产预测范围代表性的研究成就。该办法还在全国矿产资源潜力评价计划项目(2006—2013 年)中得到推广应用,科学评估了国内陆地范围内25 种矿种如铁、铝、铜等的矿产资源潜力,揭示了国内要紧矿产资源的潜在财富。通过板块架构学、国内动力学、大地架构相剖析、成矿建架构剖析、成矿规律研究与矿产预测办法等方面的进一步健全, MGeoM 得以不断提高。
MGeoM 的核心要素概述为:以板块架构学、国内动力学、成矿系列理论、地区成矿学、矿产预测学理论为指导。以大地架构相剖析办法研究成矿地质背景,以地质建造架构剖析办法研究成矿地质建造架构特点。借助现代计算机信息技术,充分借助基础地质、矿产勘查与研究资料。划分矿产预测种类,并在典型矿床研究基础上打造矿床地质实体模型,在地区成矿规律研究基础上打造地区成矿模型,确定成矿要点。结合物探、化探、遥感、自然重砂等多元信息,以成矿特点研究为基础,根据矿产预测办法种类,确定预测要点,打造矿产预测模型研究平台。借助 GIS 技术和数学地质办法对未知区进行类比预测,圈定预测区。使用体积法、成矿地质体参数法、磁异常拟合体积法、水系沉积物拟合三维定量估算法、数学地质等办法估算资源量。
(2)成矿地质体找矿预测理论办法
勘查区找矿预测理论办法,英文全名为:Theory and Method of Ore|forming Geological Body Prospecting Prediction 或 metallogenic Prognosis Theory and Method In Exploration Area)(缩写MProM) 。叶天竺科研团队以很多地质事实、多种容易见到矿床种类及其典型研究成就(包含 13 种容易见到矿床种类的 129 个典型矿床)为基础,汇集了 20 多位国内知名矿床学家的找矿实践经验和矿床研究智慧。他们通过获得宏观到微观各类数据,探索并探寻理论依据,进行了很多找矿勘查综合研究与调查验证工作。在此基础上,他们创建了国内独具特点的勘查区找矿预测理论与办法,以“成矿地质体、成矿架构和成矿结构面、成矿用途特点标志、矿化空间模型结构”为核心内容,并于 2014 年系统提出。这一理论对矿床学研究、找矿预测、矿产勘查工作具备关键的指导意义。
MProM 的核心要素概述为:以矿物学、岩石学、矿床学和地球化学,甚至还包含大地架构学、架构地质学、地层学与地质年代学等基础理论为指导,以很多实验数据为支撑。通过总结矿山深部和外围找矿实践和典型矿床研究成就,依据成矿用途内因和外因相结合的辨证思维,成矿用途时间、空间、物质能量相统一的综合思维,元素地球化学分类和找矿预测矿床分类的比较思维,提出成矿地质体、成矿架构和成矿结构面、成矿用途特点标志等定义。划分了沉积用途、火山用途、岩浆用途、变质用途和大型变形用途 5 类成矿地质体,与架构界面、岩性和地质体界面、物理化学转换界面 3 大类成矿结构面。依据成矿地质用途对国内主要矿床种类进行重新划分,概括了主要矿床种类的地质特点,构建了反映矿体赋存地方的成矿地质体|成矿结构面|成矿用途特点标志“三位一体”找矿预测地质模型及矿化空间模型结构。依此模型结构为基础,结合大比率尺物探、化探工作,通过综合剖析,判断矿体地方,通过工程验证发现并查明矿体(床)。
2.2.2 技术需要
矿集区找矿预测技术需要,以 MGeoM 和 MProM 预测理论办法为指导,明确说明并规范了矿集区找矿预测的工作内容及需要。用于规范国内目前和将来一段时间内矿集区的矿产调查和深部找矿预测工作。
矿集区找矿预测技术需要主要包含:资料预研究、1:5万专项地质填图、1:5万地球物理测量、1:5万地球化学测量、 1:5万遥感地质调查、矿产及物化遥异常综合检查、典型矿床及矿产地专项调查、矿集区范围 1:5万成矿规律研究、矿集区范围 1:5万矿产资源潜力评价、勘查区大比率尺找矿预测、项目资料整理与成就报告编制、矿集区找矿预测数据库建设、与有关技术附录(主要包含1:50万地区架构格架图编制办法、架构专项填图需要、矿化蚀变专项研究工作纲要、1:5万岩性架构图编制办法、1:5万架构纲要图研究内容与编图办法、1:5万成矿规律图研究内容与编图办法)等内容(图 3) 。

图 3 矿集区找矿预测研究内容及工作需要
2.3 矿集区找矿预测数据模型及软件研究
2.3.1 数据模型规范
矿集区找矿预测数据模型指与矿集区找矿预测全程有关的基础性数据、图件或表格、中间性要紧数据、图件或表格,与最后结果性数据、图件或表格的数据特点及其联系的抽象集合。本研究以 MGeoM 和MProM 预测理论办法为指导,依据《矿集区找矿预测技术需要》进行研究,并借鉴全国矿产资源潜力评价计划项目(2006—2013 年)的数据建模思想,构建矿集区找矿预测数据模型并于 2018 年提交试行。通过全国要紧矿集区找矿预测二级项目(2016— 2018 年)与矿集区矿产调查及深部找矿预测二级项目(2019—2021 年)的大规模应用健全,用以规范矿集区矿产调查及深部找矿预测数据资源建设工作。
矿集区找矿预测数据模型是数字地质调查、 GIS 矿产资源定量评价、三维地质建模、地质云数据、地质智能剖析等现代信息技术应用于矿集区找矿预测的基础和桥梁。从数据信息层和数据模型层,融合了矿集区找矿预测所使用的“矿床模型综合地质信息预测理论办法”和“成矿地质体找矿预测理论办法”。集成了矿集区找矿预测所包括的“矿集区中比率尺度地区矿产预测”和“勘查区大比率尺度找矿预测”两个序次矿产预测工作有关的所有数据实体的数据特点及其联系。
矿集区找矿预测数据模型主要包含以下内容:矿集区找矿预测范围专业划分谱系、特点分类体系、编图与建库比率尺及空间参照种类参数规定、图式图例规范、数据项下属词规定、特点类概念、图层类概念、图件类概念、数据表类概念、表格类概念,与图件类数据模型、表格类数据模型、数据水平模型(或称数据水平检查与评价模型)和集成数据模型等。依据数据建模抽象程度由低至高,可分为模型基础构造层(基础构造层)、简单应用模型层(简单应用层)、数据水平模型层(水平控制层)和复杂应用模型层(复杂应用层),每一大层又可细分为若干小层。整体上构建了矿集区找矿预测数据模型及其分层结构(图 4)。

图 4 矿集区找矿预测数据模型构成与分层结构
2.3.2 数据模型软件
基于矿集区找矿预测数据模型本身或接口研发达成或扩展改造的计算机软件或系统,均可划归为矿集区找矿预测数据模型软件(数据模型软件)。围绕矿集区找矿预测数据模型应用为中心的数据模型软件“家族”,奠定了矿集区找矿预测理论办法技术体系应用达成的基础。本研究使用 Object Management Group ( 国 际 对 象 管 理 联 盟 ) 的 MDA 模型驱动思想(模型驱动构造) (Https://www.omg.org/mda)和 The Open Group(国际开放群组)的TOGA构造开发办法(开放群组构造框架)( Https://www.opengroup.org/togaf),依托全国要紧矿集区找矿预测二级项目( 2016— 2018 年),通过使用自主设计研发和合作扩展改造等多种形式,初步形成了矿集区找矿预测数据模型软件“家族”;又通过矿集区矿产调查及深部找矿预测二级项目(2019—2021 年)进一步应用健全,构建了矿集区找矿预测数据模型软件体系(图 5) 。

图 5 矿集区找矿预测数据模型软件体系及分层结构
矿集区找矿预测数据模型软件体系一般包含野外地质调查数据采集、物化探数据处置、地质综合研究编图、成矿特点或规律信息提取、矿产预评测价,与地质矿产数据资源建设与数据水平控制等专业处置软件。依据支持矿集区找矿预测数据模型应用程度划分,矿集区找矿预测数据模型软件体系可分为九层:数据模型需要层、数据模型设计层、数据模型字典层、数据模型管理层、数据模型用层、数据水平控制层、数据资料管理层、数据资料应用层、数据资料用户层。

图 6 GeoMgrBM 软件主界面及功能
数据模型管理层、数据模型用层、数据水平控制层是矿集区找矿预测数据模型软件体系分层结构中最为重要的三层。数据模型管理层代表性软件为矿集区找矿预测数据模型管理系统, 英文名为 GeoMgr By Models(GeoMgrBM),主要功能为:设计、维护、管理矿集区找矿预测数据模型及其有关规范或标准等数据模型要点,导出并提供矿集区找矿预测数据模型字典数据库(即数据模型字典库),支持并服务于以矿集区找矿预测数据模型应用为中心的软件或系统(图 6)。数据模型用层代表性软件为矿集区找矿预测数据模型应用软件,英文名为GeoMap ByModels(GeoMapBM),主要功能为:以矿集区找矿预测数据模型字典数据库为后台驱动,支持矿集区找矿预测预研究、矿集区找矿预测野外地质调查、矿集区矿产资源潜力评价、勘查区大比率尺找矿预测等全过程编图与建库工作(图 7) 。数据水平控制层代表性软件为矿集区找矿预测数据水平控制软件,英文名为GeoDQCByModels(GeoDQCBM),主要功能为:以矿集区找矿预测数据模型字典数据库为后台驱动,以内含的矿集区找矿预测图件类和表格类数据水平检查与评价模型为水平控制原理,支持矿集区找矿预测预研究、矿集区找矿预测野外调查、矿集区矿产资源潜力评价、勘查区大比率尺找矿预测等全过程形成的所有图件类数据或表格类数据的水平控制或检查与评价工作(图 8)。

图 7 GeoMapBM 软件主界面及功能

图 8 GeoDQCBM 软件主界面及功能
2.3.3 数据水平控制
数据水平控制是致力于满足水平需要, 影响矿产预测成功与失败的重点活动之一。它依据水平需要设定水平规格,测试水平结果,评价并断定是不是达到预期需要,对发现的水平问题采取手段进行弥补并预防第三发生。矿集区找矿预测数据水平控制是一个由多个组件构成的人机系统,包含数据划分模型、实体数据模型、水平控制数据模型、水平元素模型、水平控制达成模型、水平检查办法、水平评价规则与水平控制辅助计算机软件。本研究依托全国矿产资源潜力评价计划项目(2006—2013 年),研制提出并推广了矿产资源潜力评价成就数据水平控制及办法技术。同时,通过全国要紧矿集区找矿预测二级项目(2016—2018 年)和矿集区矿产调查及深部找矿预测二级项目(2019—2021 年),进一步扩展健全并构建了矿集区找矿预测数据集(库)建设水平控制人机系统(图 9) 。该系统较传统的数据水平控制方法具备以下特点:①以系统完备规范的水平模型作为水平控制的理论基础;②有颠覆传统水平控制处置办法的技术达成;③有全程覆盖、一致规范、软件辅助且具备极高应用普适性的水平控制办法。
以矿集区找矿预测数据集(库)建设水平控制人机系统作为技术达成基础,将矿集区找矿预测工作及其数据集(库)建设视为不可分割的整体,融合水平控制活动(自检、互检、专检、督检、初审、终审、复核等)和有关职员(自检员、互检员、专检员、项目研究职员、项目负责人、项目管理职员、水平管理职员、督检专家及组长、初审专家及组长、终审专家及组长、复核专家及组长等),合理规范各环节产出内容形式,打造矿集区找矿预测水平控制总流程(图 10) 。其中,矿集区找矿预测数据集(库)终审流程或验收流程(图 11) 最具代表性和典型性。
2.3.4 主要成就类型
矿集区找矿预测形成的主要成就可分为两个层次:第一是矿集区范围 1:5 万比率尺地区矿产预测成就,主要服务于地方经济进步和国家资源策略;第二是勘查区范围≥1:1 万大比率尺找矿预测成就,主要用于矿业企业的生产和商业勘查。这两个层次的主要成就种类简要描述如下。
(1)矿集区范围 1:5 万中比率尺地区矿产预测主要成就类型
包含:①经综合查证的各类矿致异常及其综合查证基本信息登记表。②经评价确定的找矿靶区(或找矿远景区)及其综合信息统计表。③经矿集区范围 1:5 万中比率尺地区矿产预测圈定的预测区、 预测区预测资源量估算登记表、 预测区预测资源量估算说明书与预测区与预测资源量信任度评价说明。④矿集区范围 1:5 万中比率尺地区矿产预评测价研究总结报告。⑤经评价确定的矿产资源接续勘查基地、勘查规划建议及其有关技术报告。⑥矿集区范围 1:5 万中比率尺地区矿产预测形成的基础图件资料信息或数据库(原始资料、成就资料、实物资料目录),主要包含:矿集区地区建造架构图、矿集区地区架构纲要图、矿集区地区成矿模型及综合信息找矿模型、矿集区地区成矿规律或成矿特点图、矿集区地区矿产预测成就图、矿集区地区矿产地质图、矿集区资源环境综合信息图,与矿集区各类地区测量或调查数据集及有关资料。
(2)勘查区范围≥1:
1 万大比率尺找矿预测主要成就及成就类型
包含:①新发现的矿点及综合检查信息登记表、新发现的矿产地(矿体) 及其矿产地信息登记表。②勘查区大比率尺找矿预测估算资源量、资源量估算评价说明书与预测估算资源量信任度依据了解明。③勘查工作部署建议及其有关推行技术策略。④勘查区范围≥1:
1 万大比率尺找矿预评测价研究总结报告。⑤勘查区范围≥1:
1 万大比率尺找矿预测形成的基础图件资料信息或数据库(原始资料、成就资料、实物资料目录),主要包含:勘查区岩性架构图、 勘查区建造架构图、 勘查区找矿预测地质模型及综合信息找矿模型、勘查区物化探讲解图、勘查区钻孔柱状图、勘查区资源量估算图,与勘查区各类大比率尺测量或调查数据集及有关资料。
3 讨论
“向地球深部进军是大家需要解决的策略科技问题”(习近平,2016), 国内地球科学研究已经拓展到地球深部,深部矿、深部隐伏矿和深部未知种类矿成为资源找矿的重点研究对象。推行矿集区的找矿预测工作是推进地球科学研究和深部资源开发的重点渠道之一,也是向地球深部探寻资源的要紧内容。这一工作需要综合应用多种高新技术,涉及系统性和跨学科的复杂决策过程。
3.1 该理论办法技术框架主要优势
3.1.1 预测具备多层次性、多目的性、 强针对性
矿集区找矿预测原则上包含两个层次的矿产预测工作。其一为 1:5 万中比率尺地区矿产预测,其二为≥1:
1 万大比率尺找矿预测。前者针对整个矿集区范围,用于圈定矿集区内的矿床或勘查靶区,为地方政府经济进步或国家资源规划决策提供矿产资源基础资料信息,指导下一步矿产预测工作。后者针对矿集区范围内圈定的重点区(找矿靶区),用于发现新矿体(矿化体)、新的矿产地,部署验证勘探工程,确定矿体或矿石种类,为引导和拉动矿业企业或商业勘查,提出勘工作部署建议。
3.1.2 理论办法层次性、同一性明确明确
针对矿集区找矿预测的两个层次,引入了两套矿产预测理论办法。具体而言,矿集区范围为 1:5万中比率尺地区的矿产预测使用了"矿床模型综合地质信息预测理论办法";而矿集区内重点区或重点勘查区的≥1:1 万大比率尺找矿预测则使用了"成矿地质体找矿预测理论办法"。尽管两者解决问题的尺度、目的和结果各有不同,但在使用的最基本定义、成矿预测原理和预测思路上,两套理论办法在矿产预测逻辑上展示出逻辑同一性、序贯性和相容性。
其1、矿产预测种类与找矿预测矿床种类是为了便于矿产预测提出的矿床分类定义。矿产预测种类主要用于中比率尺地区矿产预测,贯穿一直;找矿预测矿床种类主要用于大比率尺找矿预测,贯穿一直。两种矿床种类的划分原则均基于矿床形成的主要成矿地质用途及特点, 从矿产预测种类到找矿预测矿床种类,并无本质不同,只不过描述尺度更精确、目的更聚焦。
其2、两套理论办法使用的主要成矿预测原理均是“类比求同原理”预测范畴,主要基于矿床地质模型类比求同预测原理进行矿产预测或找矿预测工作。
其3、两套理论办法需要拓展典型矿床与成矿规律研究,并构建相应的成矿模式模型。矿床模型综合地质信息预测理论办法在典型矿床与成矿规律研究基础上,需要构建矿集区地区成矿模式模型,用于 1:5 万的矿产资源潜力评价;成矿地质体找矿预测理论办法在典型矿床与成矿规律研究基础上,需要构建勘查区找矿预测地质模式模型,用于勘查区(或称重点区) ≥1:
1 万大比率尺找矿预测。在构建勘查区找矿预测地质模式模型时,可以借鉴矿集区典型矿床研究、成矿规律研究与地区成矿模式模型成就。
其4、两套理论办法具备序贯性且紧密衔接。在矿集区找矿预测工作中,原则上先使用矿床模型综合地质信息预测理论办法进行矿集区范围的 1:5 万中比率尺地区矿产预测,圈定找矿重点区(或重点勘查区);然后,优选找矿重点区(或重点勘查区),使用成矿地质体找矿预测理论办法进行矿集区内重点区(或重点勘查区)的≥1:
1 万大比率尺找矿预测,获得找矿突破。前者是基础,为后者提供信息;后者基于前者、验证前者,产生期望结果。
另外,两套理论办法均是由著名地质学家叶天竺科研团队提出的, 因此具备天然的密切联系和逻辑一致性。
3.1.3 数据模型的层次性、系统性均规范化
矿集区找矿预测数据模型是关于矿集区找矿预测全程数据实体的数据特点及联系的抽象集合及其计算机描述规定。该模型涵盖了矿集区找矿预测两个层次的矿产预测,包含 1:5 万中比率尺地区矿产预测和≥1:
1 万大比率尺找矿预测所涉及的数据实体及联系的抽象与描述。它由矿集区找矿预测预研究、矿集区找矿预测野外调查研究、矿集区矿产资源潜力评价与矿集区重点区(或重点勘查区)大比率尺找矿预测等四个子数据模型分层无缝融合构成。
“矿床模型综合地质信息预测理论办法”与“成矿地质体找矿预测理论办法”是两套矿产预测理论办法,通过矿集区找矿预测数据模型的抽象与集成,构成序次有别、无缝衔接的矿集区找矿预测理论办法技术体系。因此,矿集区找矿预测数据模型与其支持软件,是定义化、系统化、数字化、模型化、规范化、信息化了的矿集区找矿预测理论办法技术体系的计算机达成。
3.1.4 工作方法层次性、比较有针对性、水平全程可控
矿集区找矿预测使用的工作方法主要包含采集以往地质资料,找矿预测预研究,专项填(编)图,物化遥地质调查,典型矿床及矿产地(包含矿点、矿化)专项调查,物化(含重砂)遥异常综合查证,构建矿集区地区成矿模式模型,矿产资源潜力评价,构建勘查区找矿预测地质模式模型,专题样品采集及测试剖析,专题研究和综合研究,勘查勘探工程,大比率尺找矿预测估算资源量,计算机技术应用等。依据矿集区地质工作程度与矿产种类特点,依据矿集区找矿预测的层次性,有针对性使用上述工作方法。同时针对矿集区找矿预测各环节形成数据集或数据库及有关资料,有切实可行的水平控制技术方法。
3.2 应用案例
矿集区找矿预测理论办法体系在全国 24 片要紧矿集区推广用获得显著成就。
1)1:5 万中比率尺找矿预测. ①提交了1:5万化探异常 650 处,物探异常 627 处,遥感异常357 处及。②提交了 24 片要紧矿集区的1:5万地区矿产预测基础地质资料数据信息。
2)≥1:
1 万大比率尺找矿预测. 提交了新发现矿点 160 处及其矿点综合检查信息登记表,新发现矿产地 15 处。
3.3 云数据建库
在国内要紧矿集区找矿预测工作中,全方位推行了矿集区找矿预测数据模型技术需要,该需要被用于矿集区找矿预测编图与建库技术规范。在整个过程中,借助了矿集区找矿预测数据模型支持软件或系统(GeoMapBM、 GeoDQCBM、 GeoMgrBM),以帮助矿集区找矿预测编图与建库工作。通过这项工作,大家获得了重大的找矿突破和关键的新发现,并打造了全国要紧矿集区找矿预测数据库(图 12) 。

图 12 全国要紧矿集区找矿预测数据库建设成就
伴随国内地球深部科学研究蓬勃推进与日新月异和以“移动互联、物联网、云数据、云计算、AI”为标志的信息技术高速发展,矿集区找矿预测基础理论、核心办法及达成技术, 需要持续更新研究和不断健全。
4 结论
(1)本文系统介绍了矿集区找矿预测理论办法技术体系框架,概括了现在应用的基础理论、核心办法与达成技术等内容。对国内矿集区找矿预测范围的研究成就进行了继承和进步,提高了矿集区找矿预测工作的科学性、定量性、规范性和信息化水平,为有关研究工作提供了要紧支撑。
(2)本研究成功构建了矿集区找矿预测数据模型技术规范,达成了理论办法与技术方法的计算机数据模型集成表达。研发了矿集区找矿预测数据模型应用支持软件体系,核心应用软件为矿集区找矿预测提供了必要的信息技术支持。
(3)打造了矿集区找矿预测研究工作模式,简化了找矿预测的复杂性,减少了结果不确定性,使工作更科学、系统化、层次化、模型化、规范化和信息化。同时,打造了矿集区找矿预测数据水平检查与评价控制体系,为保证各项工作水平可控提供了有效靠谱的技术支撑。
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