礦產資源定量預測與評價新進展課件

1、礦產資源預測與評價新進展礦產資源預測與評價新進展提 綱發(fā)展歷史四個W基本流程新進展三聯(lián)式礦產定量預測非線性礦產預測深部礦產預測提 綱發(fā)展歷史預言預言帝-章魚保羅 2012- 瑪雅預言1999- 諾查丹瑪斯大預言 2008- 坎普預言世界末日世界杯ProphesyForetellForeseePredict預言預言帝-章魚保羅 2012- 瑪雅預言1999- 諾后保羅時代的2012歐洲杯后保羅時代的2012歐洲杯預報- 滑坡泥石流 - 地區(qū)天氣 - 城市天氣天氣災害ForecastPredictProphesy- 森林火險 預報- 滑坡泥石流 - 地區(qū)天氣 - 城市天氣天氣災害預言 預報預測 科

2、學依據(jù)時間域空間域實 例相互關系世界末日 礦產 天氣預言 預報預測 科學依據(jù)時間域發(fā)展歷史礦產預測始于1921年，20世紀50年代哈薩克斯坦的薩特巴耶夫院士編制成礦規(guī)律圖進行成礦遠景區(qū)預測。1957年M.Allais發(fā)表了區(qū)域礦產勘查經濟礦床的評價方法以阿爾及利亞撒哈拉為例，并用泊松分布模擬法屬89個行政分區(qū)中超過一定價值的礦床個數(shù)。因此，Allais被認為是礦產資源定量評價之父。發(fā)展歷史礦產預測始于1921年，20世紀50年代哈薩克斯坦的1965年美國學者Harris發(fā)表其博士論文“多元統(tǒng)計分析在礦產勘查中的應用”，并于1984年出版了礦產資源評價礦床、資源及其潛力概念、方法和實例專著，奠定

3、了多元統(tǒng)計方法在成礦預測中應用的基礎。1978年加拿大地質調查局在Quiet湖開展了水系沉積物調查，將元素濃度以不同的符號和色調進行編碼，疊加于柵格化地質圖、衛(wèi)星圖像上進行綜合評價。至80年代初，利用空間分帶性分析功能從多源數(shù)據(jù)中提取找礦信息，標度成礦有利區(qū)，定量評價SCOTIA地區(qū)金礦和New Brunswick北部的礦產資源。發(fā)展歷史1965年美國學者Harris發(fā)表其博士論文“多元統(tǒng)計分析在發(fā)展歷史上世紀70-80年代美國完成了四項國家級計劃：美國尚未發(fā)現(xiàn)的石油和天然氣可回收資源的地質估計（725號公告）、阿拉斯加礦產資源評價計劃（AMRAP），國家鈾礦資源評價計劃（NURE），美國本土

4、礦產資源評價計劃（CUSMAP）。 上世紀90年代，美國地質調查局（USGS）全美礦產資源評價工作組進行了美國本土地球表層1km重要礦種資源潛力評價，以“三部式” 評價方法。2002年USGS實施了全球礦產資源評價計劃（GMRAP）涉及銅、金、鉛、鋅、鎳、PGE、鉀鹽和磷等礦產。發(fā)展歷史上世紀70-80年代美國完成了四項國家級計劃：美國尚美國地調局在2006-2010年礦產資源工程的五年目標中指出：“確保未發(fā)現(xiàn)礦床潛力得到最新定量評價”，認為“現(xiàn)代化的評價是定量的，通過表現(xiàn)與礦產資源相關的經濟可行性和不確定性的形式來估計未發(fā)現(xiàn)礦產資源的數(shù)量、價值和產地”。2012年USGS在能源與礦產科學戰(zhàn)略

5、中將近海經濟專屬區(qū)和陸地覆蓋區(qū)作為未來10年美國的資源重要戰(zhàn)略區(qū)域。發(fā)展歷史美國地調局在2006-2010年礦產資源工程的五年目標中發(fā)展歷史上世紀90年代，澳大利亞地質局應用GIS系統(tǒng)進行資源填圖，并利用地質、重磁、放射性等數(shù)據(jù)庫進行綜合研究及開展Au、Ag、Ph、Zn、Cu、W等礦產資源的定量評價。本世紀初，應用多種現(xiàn)代定量方法，包括三部式評價方法和計算機輔助決策模型，開展了國家礦產資源定量評價工作。1995年英國地調局啟動了礦產資源的GIS評價系統(tǒng)計劃，主要針對金屬礦產的分布、富集區(qū)帶以及礦產采掘可能對環(huán)境造成的影響。 發(fā)展歷史上世紀90年代，澳大利亞地質局應用GIS系統(tǒng)進行資源發(fā)展歷史前

6、蘇聯(lián)國家上世紀90年代也先后應用GIS開展了重要成礦區(qū)的地質地球物理遙感綜合信息評價。 哈薩克斯坦為進一步提高礦產資源競爭力，出臺了一個包括定量礦產預測、儲量計算和科技創(chuàng)新的“哈薩克斯坦金屬成礦體系” 國家項目。2010年，泛歐洲礦產資源評價項目啟動，由11個國家25家單位投資1500萬歐元。發(fā)展歷史前蘇聯(lián)國家上世紀90年代也先后應用GIS開展了重要成發(fā)展歷史1976年我國在寧蕪地區(qū)即開展了鐵銅礦床的統(tǒng)計預測工作 1979-1985年開展了第一輪成礦遠景區(qū)劃全國范圍內開展了鐵、銅、金及石灰?guī)r4種礦產資源總量預測1986-1990年開展了全國性的中大比例尺成礦預測1992-1995年開展了全國固

7、體礦產第二輪成礦遠景區(qū)劃2006-2013年開展25種全國礦產資源潛力評價2010-2015年開展了覆蓋區(qū)礦產綜合預測發(fā)展歷史1976年我國在寧蕪地區(qū)即開展了鐵銅礦床的統(tǒng)計預測工What? 什么是礦產資源預測評價？Why? 為什么要做礦產資源預測評價？Who? 誰在研究礦產資源預測評價方法？Where? 哪里能找到礦產資源評價模型和方法？四個WWhat? 什么是礦產資源預測評價？四個W 什么是礦產資源預測評價？礦產資源評價成礦預測礦產預測Mineral Resources AssessmentMetallogenic Prognosis Mineral Resources Prediction

8、Mineral Resources EstimationMineral Prospectivity MappingWhat ? 什么是礦產資源預測評價？礦產資源評價Wh成礦預測是根據(jù)一定的成礦地質理論、成礦條件和控礦因素分析，對一個地區(qū)范圍內發(fā)現(xiàn)新礦床的可能性進行推斷，并對其可能產出的部位進行空間定位和對資源量進行估算的工作。（趙鵬大等，1994）基本概念成礦預測是根據(jù)一定的成礦地質理論、成礦條件和控礦因素分析，對成礦預測是在科學預測理論的指導下，應用地質成礦理論和科學方法綜合研究地質、地球物理、地球化學和遙感地質等方面的地質找礦信息，剖析成礦條件，總結成礦規(guī)律，建立成礦模式，圈定不同級別的預

9、測區(qū)或三維空間內的找礦靶區(qū)，正確指導不同層次、種類找礦工作的布局，提出勘查工作的重點區(qū)段或布置具體的勘查工程，達到提高找礦工作的科學性、有效性和提高地質研究程度的一項綜合性工作。（趙鵬大等，2001）基本概念成礦預測是在科學預測理論的指導下，應用地質成礦理論和科學方法成礦預測是在不確定條件下制定最優(yōu)決策的工作。（趙鵬大，2007）基本概念成礦預測是在不確定條件下制定最優(yōu)決策的工作。（趙鵬大，200礦產資源評價是勘查系統(tǒng)的一個動態(tài)子系統(tǒng)內 涵（翟裕生，2005）礦產資源評價是勘查系統(tǒng)的一個動態(tài)子系統(tǒng)內 涵（翟裕生，20礦產資源預測評價貫穿礦產勘查的全過程 從預查、普查、詳查、勘探，到礦山開采階段

10、均需要開展不同類型的資源評價工作內 涵礦產資源預測評價是一項系統(tǒng)工程 多學科交叉（基礎地質、礦產地質、勘查技術、信息技術、環(huán)境、經濟等） 綜合性、系統(tǒng)性、創(chuàng)造性 點數(shù)據(jù)面/體數(shù)據(jù)礦產資源預測評價貫穿礦產勘查的全過程內 涵礦產資源預測評價不同勘查階段、不同尺度、不同目標小比例尺成礦預測（150萬） 劃分成礦亞帶中比例尺成礦預測（120萬 110萬） 圈定成礦密集區(qū)或礦田大比例尺成礦預測（ 15萬） 圈定礦床或礦體潛在地段內 涵不同勘查階段、不同尺度、不同目標內 涵礦產資源預測評價是開展科學找礦的基礎礦產資源預測評價需要回答的主要問題(1) 在研究區(qū)是否有工業(yè)價值的礦床存在? (2) 如果存在，其

11、規(guī)模大小如何? (3) 下一步最佳找礦方向的建議成礦遠景預測經濟價值預測找礦方向預測內 涵礦產資源預測評價是開展科學找礦的基礎內 涵礦產資源評價的“六定”定成礦預測區(qū)空間位置與級別定礦產資源種類定未發(fā)現(xiàn)礦床數(shù)定預測資源量與類別定找礦概率定控礦因素和找礦標志的最有利數(shù)字區(qū)間內 涵礦產資源評價的“六定”內 涵礦產資源評價的精度與可靠程度問題 一對矛盾體 最佳結合點 預測結果的表達內 涵礦產資源評價的精度與可靠程度問題內 涵礦產資源評價的不確定性問題 地質演化的復雜性 人類觀測的局限性 探測數(shù)據(jù)的多解性 美國地質調查局在20062010年礦產資源計劃（MRP）的5年目標中指出“確保未發(fā)現(xiàn)礦床潛力得到

12、最新定量評價”，認為“現(xiàn)代化的評價是定量的，通過表現(xiàn)與礦產資源相關的經濟可行性和不確定性的形式來估計未發(fā)現(xiàn)的礦產資源的數(shù)量、價值和產地”，而礦產定量評價進一步改善的方向是“用新的、更精確的方法減少估算的重大不確定性”。 內 涵礦產資源評價的不確定性問題內 涵相似原理相關原理求異原理定量組合控礦原理“慣性”原理基本理論相似原理基本理論相似原理 類比預測法相關原理 歸納預測法求異原理 地質異常預測法定量組合控礦原理 控礦因素定量組合預測法“慣性”原理 趨勢外推預測法基本方法相似原理 類比預測法基本方法礦產資源預測評價的五大準則最小風險最大含礦率準則優(yōu)化評價準則綜合預測評價準則尺度對等準則定量預測準

13、則準 則礦產資源預測評價的五大準則準 則摸清家底，為政府決策提供科學依據(jù)為礦產勘查服務，減少找礦的盲目性，降低找礦風險中小比例尺礦產預測 勘查工作部署大比例尺礦產預測 指導找礦工作為土地、探礦權評估與轉讓提供依據(jù)礦產資源預測絕不是錦上添花！ 為什么要做礦產資源評價？Why ?摸清家底，為政府決策提供科學依據(jù)礦產資源預測絕不是錦上添花！保障未來資源供給全球面臨的挑戰(zhàn)大會主題：保證未來資源Resourcing Tomorrow: Meeting the needs of a growing population 國際地科聯(lián)2014年正式啟動“保證未來資源供給” （Resourcing Future

14、 Generations，簡稱 RFG）全球戰(zhàn)略行動計劃。2050年全球人口將超過90億且過半數(shù)將生活在城市，未來尋找資源和利用資源將面臨重大挑戰(zhàn)。迫切需要提高對深部和其它前緣領域礦產資源潛力的識別能力。保障未來資源供給全球面臨的挑戰(zhàn)大會主題：保證未來資源Re能源與礦產資源識別與評價全球變化地質災害環(huán)境地質國際地球科學聯(lián)合會能源與礦產資源識別與評價國際地球科學聯(lián)合會保持和更新資源評價所需的地質、地球物理和地球 化學數(shù)據(jù)庫更新與改進全國和全球能源和礦產資源評價工作發(fā)展能源和礦產資源評價以及環(huán)境影響的綜合方法保持和更新資源評價所需的地質、地球物理和地球地球系統(tǒng)科學：21世紀地學研究的突破口地球系統(tǒng)

15、科學：基金委地學部的四大前沿研究領域從局部到全球，從描述到機理，從定性到定量，從模式到預測20世紀板塊構造理論19世紀生物進化論21世紀地球系統(tǒng)科學地球系統(tǒng)科學：21世紀地學研究的突破口地球系統(tǒng)科學：基金委地中美貿易摩擦特朗普2017.12下令減少對國外進口礦石的依賴，2018.5聯(lián)邦政府公布關鍵礦產目錄 (35種)：U、Cr、Mn、V、Ti、Al、Mg、Co、W、Sn、Sb、Bi、PGE、Nb、Ta、Be、Li、Si、Rb、Cs、Zr、Hf、REE、Sc、Ge、Ga、In、Re、Te、As、He、螢石、鉀鹽、重晶石、石墨雙清論壇“中國關鍵金屬礦產戰(zhàn)略安全與管理”Li、Be、Rb、Cs、Nb、

16、Ta中美特朗普2017.12下令減少對國外進口礦石的依賴，201Who ?誰在研究礦產資源評價？政府企業(yè)科學家各種計劃和項目推動全球礦產資源評價計劃泛歐洲礦產資源評價全國礦產資源潛力評價企業(yè)利益和市場推動找礦方向預測找礦靶區(qū)優(yōu)選個人愛好和興趣推動自由探索國家目標與服務社會Who ?誰在研究礦產資源評價？政府企業(yè)科學家各種計劃和項目IAMG國際數(shù)學地球科學協(xié)會(1968年 )Who ?誰在研究礦產資源評價？中國地質大學數(shù)學地質與遙感地質研究所(1978年 )自然資源部資源定量評價與信息工程重點實驗室(1994年 )IAMGWho ?誰在研究礦產資源評價？中國地質大學自然資源 在哪兒能找到礦產資源

17、評價方面的研究成果？Where ? 學術期刊、專著 學術會議 專業(yè)網站數(shù)學地球科學（MG）計算機與地球科學（&G）自然資源研究（NRR）勘查地球化學（JGE）應用地球化學（AG）礦床地質論評（OGR）非線性地球物理（NPG） 在哪兒能找到礦產資源評價方面的研究成果？Whe礦產資源預測評價的基本流程成礦背景研究成礦規(guī)律總結礦產預測評價已知未知地質認識模型建立信息獲取信息綜合遠景區(qū)圈定地質解釋礦產資源預測評價的基本流程成礦背景研究成礦規(guī)律總結礦產預測評數(shù)字化多尺度綜合地學數(shù)據(jù)預測要素信息綜合資源量估算資源量概率預測區(qū)分級分類礦產資源預測評價的基本流程數(shù)字化多尺度綜合地學數(shù)據(jù)預測要素信息綜合資源量估

18、算資源量概率礦產預測方法的進步6種礦產總量預測方法礦床統(tǒng)計預測方法基于GIS的礦產預測方法“三聯(lián)式”定量預測方法非線性礦產預測方法勘查區(qū)找礦預測方法如何滿足新領域礦產預測的需要？2D3D定性定量相似類比求異控礦因素定量組合知識驅動數(shù)據(jù)驅動混合驅動礦產資源評價新進展礦產預測方法的進步2D3D定性定量相似類比礦產資源評價新進展礦產資源評價新進展理論、模型和方法層面：定性預測定量預測單（少量）因素預測綜合信息預測單目標預測地質-經濟技術-環(huán)境聯(lián)合評價概略估計精細評價相似類比地質異常線性預測非線性預測多元統(tǒng)計預測空間多元統(tǒng)計預測特征分析、信息量法證據(jù)權模型、邏輯回歸二維預測三維預測 知識驅動、數(shù)據(jù)驅動

19、混合驅動礦產資源評價新進展理論、模型和方法層面： 知識驅動、數(shù)據(jù)驅礦產預測評價新進展技術層面：GIS的應用空間分析技術弱信息識別與提取技術疊加信息分解技術空間決策技術建模器技術VR、AR可視化分析技術大數(shù)據(jù)技術深度學習地質云與找礦服務專業(yè)軟件的研發(fā)與應用礦產預測評價新進展技術層面：地質云與找礦服務New Fields and Challenges礦產資源與能源預測新領域星球極地深部覆蓋區(qū)海洋New Fields and Challenges礦產資源“三聯(lián)式”礦產定量預測礦床模型（相似類比）對找礦勘探的貢獻找礦難度的日益增大，找礦新領域的開拓等對傳統(tǒng)理論方法的挑戰(zhàn)新進展一“三聯(lián)式”礦產定量預測礦

20、床模型（相似類比）對找礦勘探的貢獻新相似類比原理的前提假設：在相似的地質環(huán)境中產出相類似的礦床自然界對該前提假設的支持與不支持對相似地質環(huán)境的簡單化理解與誤區(qū)“相似類比”不是“相同對比”“三聯(lián)式”礦產定量預測相似類比原理的前提假設：在相似的地質環(huán)境中產出相類似的礦床“找礦工作與成礦學研究的同步開展新礦床類型、新找礦領域缺少模型或無模型地質的復雜性、觀察的局限性、認識的有限性和階段性給相似類比帶來困難和不確定性相似類比前提假設的問題及度的把握“三聯(lián)式”礦產定量預測找礦工作與成礦學研究的同步開展“三聯(lián)式”礦產定量預測求異原理的前提假設：礦床產出于與周邊地質環(huán)境存在較大差異性的地段物探、化探異常找礦

21、的成?。ǘ嘟庑浴⒑唵位幚?、套合、孤立脫節(jié)）異常的成因與耦合關系研究催生地質異常理論方法的成熟是對相似類比找礦理論方法的重要補充是研究非傳統(tǒng)（非常規(guī)）礦產資源的有力武器“三聯(lián)式”礦產定量預測求異原理的前提假設：礦床產出于與周邊地質環(huán)境存在較大差異性的難 題如何識別、提取、刻劃和度量地質異常？如何利用地質異常指導找礦？難 題如何識別、提取、刻劃和度量地質異常？（趙鵬大，2002）“三聯(lián)式”礦產資源定量化預測理論與方法成礦多樣性礦床譜系地質異常地質找礦綜合信息的數(shù)字化及定量化礦化特征的數(shù)字化及定量化成礦規(guī)律的數(shù)字化及定量化（趙鵬大，2002）“三聯(lián)式”礦產資源定量化預測理論與方法“趙鵬大將地質異常

22、作為奇異值來模擬,考慮了地質異常與礦產空間分布的關系,采用地質異常原理可以圈定礦床靶區(qū).”1990年，克倫賓獎“趙鵬大將地質異常作為奇異值來模擬,考慮了地質異常與礦產空間Page 51MORPAS全國推廣培訓班時間地點2004昆明市2006三亞市MORPAS用戶意見反饋云南“三江”成礦預測圖Page 51MORPAS全國推廣培訓班時間地點2004地質異常的基本概念（Geological anomaly）是指在成分、結構、構造或成因序次上與周圍環(huán)境有著明顯差異的地質體或地質體組合。如果用一個數(shù)值（或數(shù)值區(qū)間）作為閾值來表示背景場的話，凡超過或低于該閥值的場就構成地質異常。地質異常的基本概念（Ge

23、ological anomaly）是致礦地質異常與其他異常的空間關系物探異常化探異常遙感異常GAGA物探異常遙感異?；疆惓A物探異常GA物探異?；疆惓＿b感異常化探異常遙感異常地質異常是引起物化遙異常的本質因素物化遙異常是地質異常的不同表現(xiàn)形式致礦地質異常與其他異常的空間關系物探異常GAGA物探異常遙感地質異常的成因地質異常是地球層圈相互作用的產物地質異常與地質異常事件互為因果礦產資源是致礦地質異常的產物致礦異常與礦致異常的區(qū)別地質異常的成因地質異常是地球層圈相互作用的產物地質異常的圈定方法地質異常的圈定是在求異理論指導下進行，可以區(qū)分異常場與背景場，圈定方法有:1. 地殼升降系數(shù)（G值）

24、法2. 地質復雜系數(shù)（C值）法3. 熵（H值）法4. 地質相似系數(shù)（S值）法5. 地質關聯(lián)度（R值）法6. 綜合信息法7. 非線性方法地質異常的圈定方法地質異常的圈定是在求異理論指導下進行，可以地質異常疊加、復合與改造問題 我們今天所見到的地質異常以及地質體復雜的形態(tài)和結構實質上是經過了漫長地質歷史演化過程，由多次地質異常（事件）疊加、復合、改造的結果。形成時間越晚、所處地質構造環(huán)境越穩(wěn)定的地質異常越容易完好地保存或被記錄下來，然而，即便是一些時代久遠、又被后期地質作用置換或破壞得支離破碎的地質異常同樣可能留下或多或少的、較隱蔽的地質“記錄”或“痕跡”。問 題 提 出地質異常疊加、復合與改造問

25、題問 題 提 出地質異常解析（Geoanomaly Analysis） 作為一種分析和解釋地質異常體內部結構、構造特征和演化規(guī)律，以及致礦機制的方法，其基本研究思路可概括為：在地質調查工作中，在不同尺度上把復雜的地質異常體分解成各個基本要素或異常單體來分別加以研究，著重分析其幾何特征、動力學機制、巖漿熱事件、變形-變質環(huán)境、沉積序列、致礦機理和數(shù)學特征等，從地質異常形成、發(fā)展、復合、轉化、再造的演化過程中，來認識各異常要素或單體在時間、空間和成因上的相互關系，研究它們在成礦過程中所起的作用。地質異常解析（Geoanomaly Analysis） 數(shù)學模擬致礦地質異常幾何特征分析致礦地質異常數(shù)學

26、特征分析致礦地質異常形成環(huán)境分析地質異常致礦性分析致礦地質異常解析物理、化學模擬成因機制致礦地質異常綜合時間序列空間序列成因序列致礦地質異常序列分析與成礦多樣性和礦床譜系關聯(lián)致礦地質異常解析研究思路數(shù)學模擬致礦地質異常幾何特征分析致礦地質異常數(shù)學特征分析致礦遼寧紅透山礦床變質重就位模式（據(jù)張秋生）遼寧紅透山礦床變質重就位模式（據(jù)張秋生）從數(shù)學的角度：疊加場（混合分布總體）的合理分解場（分布）的地質意義從地質演化的角度：各階段地質異常的識別與提取地質異常的數(shù)學特征地質異常的分解地質異常的組合模擬反演重建能不能用地質圖找礦？從數(shù)學的角度：疊加場（混合分布總體）的合理分解場（分布）的The Stud

27、y Case of The Cenozoic Ore-forming Geoanomaly Analysis in northwestern YunnanThe Songpan-Ganzi folded belt The Changdu-Simao folded beltThe Yangtze plateform The study area located in the intersection of 3 tectonic elements and rich in the Cenozoic alkali-rich porphyries and mineral resources The St

28、udy Case of The Cenozoic基于地質異常解析，通過對地質異常事件的層層剝離，動態(tài)地研究滇西北地區(qū)新生代地質異常演化規(guī)律。 根據(jù)滇西北地區(qū)喜馬拉雅亞旋回的構造演化特征，并綜合考慮沉積建造、巖漿活動、地層接觸關系和同位素特征等因素，以喜馬拉雅運動第一、二、三幕為界，可進一步將該區(qū)新生代地質異常演化劃分為 4 個亞旋回：第亞旋回：更新世全新世第亞旋回：中新世上新世第亞旋回：晚始新世漸新世第亞旋回：古新世中始新世喜馬拉雅旋回喜馬拉雅運動第三幕喜馬拉雅運動第二幕喜馬拉雅運動第一幕富堿斑巖侵位富堿斑巖侵位高峰基于地質異常解析，通過對地質異常事件的層層剝離，動態(tài)地研究滇The Time

29、Spectrum of the Himalayan alkalic-rich porphyry in northwestern YunnanThe time spectrum curve of the Himalayan alkalic-rich porphyryThe Time Spectrum of the Himal全新世 上新世末期 漸新世末期 中始新世末期The porphyry Cu-Mo-Au series, et al.The porphyry Pb-Zn-Ag-Au series, et al.The porphyry W,Sn,Pb,Zn,Ag,Au series, et

30、al.The lateritic and stream gold deposits, et al.全新世 上新世末期 成礦多樣性成礦普遍性成礦偏在性成礦專屬性成礦多樣性成礦多樣性成礦普遍性成礦偏在性成礦專屬性成礦多樣性成礦多樣性現(xiàn)象成礦多樣性具有多尺度、多方面的表現(xiàn)如某地區(qū)礦種的多樣性礦床類型的多樣性礦體形態(tài)的多樣性礦石結構構造的多樣性礦物組合的多樣性成礦元素的多樣性物質來源和控礦因素的多樣性蝕變類型的多樣性成礦多樣性現(xiàn)象成礦多樣性具有多尺度、多方面的表現(xiàn)成礦專屬性與成礦多樣性成礦多樣性作為成礦作用的本質特征之一成礦專屬性可以視為成礦多樣性的一種特例或表現(xiàn)形式（趙鵬大，2002）成礦多樣性研究

31、有助于提高綜合勘查效率和新類型礦產資源的發(fā)現(xiàn)成礦專屬性與成礦多樣性成礦多樣性作為成礦作用的本質特征之一成礦多樣性成因機制一次成礦事件單一成礦作用的產物多次成礦事件多種成礦作用復合疊加的產物后期推覆構造將異地形成的沒有成因聯(lián)系的礦產在空間上疊置在一起 成礦多樣性成因機制一次成礦事件單一成礦作用的產物2812相關礦產成礦多樣性特征滇西北喜山期富堿斑巖實例2812相關礦產成礦多樣性特征實例DINo.The porphyry groupMain OreTypesMain & AssociatedOre Types1西范坪巖群 1.50%1.75%2劍川巖群 0.75%1.25%3鶴慶北衙巖群 1.00

32、%1.75%4祥云巖群 1.50%2.50%5姚安巖群 0.75%1.50%滇西北地區(qū)喜山期富堿斑巖若干主要斑巖群分布區(qū)相關礦產的成礦多樣性強度值（DI） DINo.The porphyryMain OreTypes成礦多樣性與地質復雜度關系圖Preferable ore-finding area成礦多樣性與地質復雜度關系圖Preferable ore-f礦床譜系成礦多樣性的某種規(guī)律性序列表現(xiàn)就是礦床的一種譜系，礦床的規(guī)律性序列可以表現(xiàn)在成因上、規(guī)模上、成分上、數(shù)量上、質量上以及它們的組合上，但最基本地是表現(xiàn)在成礦時間上和成礦空間上的 “有序性” 和 “成套性” 。礦床譜系成礦多樣性的某種規(guī)律

33、性序列表現(xiàn)就是礦床的一種譜系，礦巖 漿 型斑 巖 型隱爆角礫巖型古洞渣型淋 積 型古爐渣型矽卡巖-角巖型砂 礦 型改 造 型紅 土 型殘坡積型熱液脈型巖 體接 觸 帶圍 巖開發(fā)早期表生期熱液期巖漿期地 表TSG滇西北富堿斑巖相關礦床系列時-空-因結構模式實例巖 漿 型斑 巖 型隱爆角礫巖型古洞渣型淋 積 型古爐渣型矽滇西北喜山期富堿斑巖綜合成礦時間譜系實例滇西北喜山期富堿斑巖綜合成礦時間譜系實例地質異常成礦遠景地段圈定（“5P”找礦地段圈定） 地質異常成礦遠景地段圈定（“5P”找礦地段圈定） Case studyThe location of Gejiu mineral district. T

34、he boxes show the study areas of three scales. Gejiu, Yunnan is one of the most important tin and copper mineral districts and is well-known for its world class in tin deposits and tin production. The location of Gejiu mineral district is shown as follow.Case studyThe location of Geji一個復雜而統(tǒng)一的成礦體系 錫銅

35、多金屬成礦發(fā)生在燕山晚期，喜山期堿性巖體則與K、Au等礦化有關。因此，燕山晚期的構造巖漿活動是個舊最重要的致礦地質異常事件。成礦熱液源于花崗巖巖漿侵位，花崗巖漿期后熱液及地下水混合流體在巖體熱力驅動下構成了一個復雜而統(tǒng)一的熱液成礦體系。 （據(jù)羅君烈等, 1995）一個復雜而統(tǒng)一的成礦體系 （據(jù)羅君烈等, 1995）成礦地質背景個舊雜巖體薄竹山雜巖體都龍雜巖體燕山期拉伸環(huán)境成礦地質背景個舊雜巖體薄竹山雜巖體都龍雜巖體燕山期拉伸環(huán)境（據(jù)謝學錦、劉大文，2002）（據(jù)謝學錦、劉大文，2002）燕山期構造巖漿事件與成礦響應陸殼重熔型（主導） 斑狀花崗巖階段 早期：偏基性粗斑狀花崗巖 147Ma 晚期：

36、疏斑狀花崗巖 90-100Ma 粒狀花崗巖階段 早期：中粗粒等粒狀黑云母花崗巖 81-84Ma 晚期：中-細粒黑云母花崗巖 81Ma殼?；烊坌停ㄉ倭浚?燕山期構造巖漿事件與成礦響應 Probable ore-finding areaMaps scale: 1:500000*Prediction method: Single GA Permissive ore-finding areaMaps scale: 1:200000*Prediction method: Fuzzy Logic1P2P Probable ore-finding areaMaps Preferable ore-findin

37、g areaMaps scale: 1:50000* Prediction method: Weights of Evidence 3PPotential ore resources area4PMaps scale: 1:10000*Prediction method: Comprehensive GA Preferable ore-finding areaMa Perspective ore body areaMaps scale: 1:2000*Prediction method: 3D Model Assessment5P Perspective ore body areaMaps馬吃

38、水勘查區(qū)大白巖勘查區(qū)蘆塘壩勘查區(qū)13-2 勘查區(qū)累計預測 Sn資源量12.93萬噸 馬吃水勘查區(qū)大白巖勘查區(qū)蘆塘壩勘查區(qū)13-2 勘查區(qū)累計預測發(fā)現(xiàn)個舊新的礦床類型：深部巖體內帶蝕變巖型（鉀化帶）Cu-Sn-W礦床綠簾石化硅化含礦花崗巖鉀長石化硅化含礦花崗巖含螢石鉀長石化含礦花崗巖鉀長石化含礦花崗巖綠簾石化花崗巖含電氣石脈的綠簾石化花崗巖硅化花崗巖黃銅礦化花崗巖 目前10個鉆孔見礦，Cu最高品位7%、Sn最高品位2%，W最高品位0.7%，單層最大礦體真厚度30米。發(fā)現(xiàn)個舊新的礦床類型：深部巖體內帶蝕變巖型（鉀化帶）Cu-參考文獻趙鵬大，池順都1991初論地質異常地球科學，16(3)：241-2

39、48趙鵬大，孟憲國 1993地質異常與礦產預測地球科學，18(1)：39-47趙鵬大，王京貴，饒明輝，等1995中國地質異常地球科學，20(2)：117-127趙鵬大，池順都，陳永清1996查明地質異常：成礦預測的基礎高校地質學報，2(4)：361-373趙鵬大，陳永清，劉吉平，等1999地質異常成礦預測理論與實踐武漢：中國地質大學出版社趙鵬大，陳建平，陳建國2001成礦多樣性與礦床譜系地球科學，26(2)：111-117趙鵬大，陳建平，張壽庭2003“三聯(lián)式”成礦預測新進展地學前緣，10(2)：455-463Zhao P.D., Cheng Q,M, Xia Q,L, 2008. Quant

40、itative Prediction for Deep Mineral Exploration. Journal of China University of Geosciences, 19(4): 309-318Zhao, P., Xia, Q., 2010, “5P” Areas: A New Approach for Delineation Targets in Mineral Prediction. , 1, 234-243趙鵬大2015大數(shù)據(jù)時代數(shù)字找礦與定量評價地質通報，34(7)：1255-1259參考文獻趙鵬大，池順都1991初論地質異常地球科學，1非線性礦產預測地球科學是復雜

41、性科學（Big Science）地質過程（包括成礦事件及其結果）的復雜性難以用線性數(shù)學理論來準確描述非線性理論（分形、混沌）在固體地學中應用的得與失新進展二非線性礦產預測地球科學是復雜性科學（Big Science）地質學（包括成礦預測）研究的多是概率統(tǒng)計規(guī)律數(shù)理統(tǒng)計：隨機場、隨機抽樣的獨立性地質統(tǒng)計：抽樣的不獨立性地質體（含地球物理場、地球化學場）具有空間結構性非線性礦產預測地質學（包括成礦預測）研究的多是概率統(tǒng)計規(guī)律非線性礦產預測難 題如何解決分形的空間統(tǒng)計性問題？如何識別、提取深部隱伏源弱、小、隱蔽異常？如何合理分解復雜地質背景下背景與異常以及疊加異常？難 題如何解決分形的空間統(tǒng)計性問題

42、？針對復雜地質背景區(qū)深部隱伏礦床勘查，傳統(tǒng)理論和方法的局限性進一步顯露出來制約找礦取得突破的技術瓶頸：如何排除復雜背景的干擾而有效地區(qū)分礦與非礦異常？如何判斷深部隱伏源引起的弱緩礦化異常？非線性理論的引入可為研究成礦系統(tǒng)的復雜性以及預測和評價礦產資源提供新思路和新途徑。而其核心問題就是要首先解決空間統(tǒng)計性 非線性礦產預測針對復雜地質背景區(qū)深部隱伏礦床勘查，傳統(tǒng)理論和方法的局限性進（成秋明，2006）非線性礦產定量理論與方法（成秋明，2006）非線性礦產定量理論與方法Huang and Turcotte, 1990Bak, 1987, 1988自組織臨界性表明: 在復雜系統(tǒng)的輸入是常量條件下,

43、輸出為一系列 “崩塌” (avalanches)事件,結果服從 “頻率-大小” 分形統(tǒng)計分布 In self-organized criticality, the “input” to a complex system is constant, whereas the “output” is a series of events or that follow a power-law (fractal) frequency size distribution.砂堆模型-分形動力學(The Sandpile Model)Huang and Turcotte, 1990Bak, 1砂堆動力學模型 “

44、頻率-大小”分形統(tǒng)計分布 (frequency-magnitude statistics)崩塌事件發(fā)生頻率崩塌事件結果的大小砂堆動力學模型 “頻率-大小”分形統(tǒng)計分布 (freque美國南加洲地震（1932-2007）“個數(shù)-大小”分形關系北美斑巖銅礦分布圖Don Singer, 2005北美洲斑巖銅礦“個數(shù)-品位”分形關系Gutenberg-Richter Relations事件發(fā)生的“頻率-大小”全局性統(tǒng)計冪率分布（單個分形模型），不考慮事件本身的特點, 無時-空預測性。美國南加洲地震（1932-2007）“個數(shù)-大小”分形關系北Volcanoes 火山Hurricanes 颶風Wildf

45、ires 野火Floods 洪水Earthquakes 地震Landslides 滑坡Tsunamis 海嘯Mineralization 成礦 Volcanoes 火山Hurricanes 颶風Wi “密度面積”或“能量時間”多重分形模型成礦奇異性事件： 在狹小的空間間隔中，產生物質超常富集的事件。事件結果服從“密度-面積（尺度）”多重分形模型。 “密度面積”或“能量時間”多重分形模型成礦奇異性事件： 局部奇異性原理與隱伏礦致弱異常提取方法和GIS技術局部奇異性分析原理與弱信息提取 局部奇異性原理與局部奇異性分析原理與弱信息提取礦產資源定量預測與評價新進展課件May 12-16May 17Ma

46、y 25July 23-24汶川地震 May 12 July 24, 2008“地震裂度-面積”May 12-16May 17May 25July 23-2Extraction of information caused by deeply buried ore bodies奇異性理論如何用于深部礦和覆蓋區(qū)找礦信息獲取奇異指數(shù)（分維數(shù)和形態(tài)）與比例尺和深度無關分形密度(異常強度和大小)與比例尺或深度相關Extraction of information caus奇異性指數(shù)a=0.42奇異性指數(shù)度量地球化學元素含量的局部空間結構維數(shù)，規(guī)避異常規(guī)模和異常源埋深的影響，能有效識別和提取成礦弱信息。地

47、球化學圖奇異性指數(shù)計算模型奇異性指數(shù)計算模擬如何刻畫奇異性？奇異性指數(shù)a=0.42奇異性指數(shù)度量地球化學元素含量的局部 如何刻畫奇異性 如何刻畫奇異性成巖事件成礦事件成礦事件頻率-大小密度面積能量時間成巖事件成礦事件成礦事件頻率-大小密度面積 化探元素因子得分圖Scores on first principal component (Sn-Cu-Pb-Zn-As-Cd)奇異性指數(shù)空間分布圖a-value (Sn-Cu-Pb-Zn-As-Cd) Cheng, 2007, Ore Geology Review 化探元素因子得分圖奇異性指數(shù)空間分布圖東天山戈壁、沙漠分布區(qū)特礦有關地球化學異常提取成功

48、應用戈壁、沙漠覆蓋區(qū)火山巖型鐵礦東天山戈壁、沙漠分布區(qū)特礦有關地球化學異常提取成功應用戈壁、 廣義自相似原理與復合-疊加異常分解方法和GIS技術成礦異常分解新方法A(x): 形態(tài)各向異性 廣義自相似原理與成礦異常分解新方法A(x): 形態(tài)各向異性空間域全局奇異性（C-A）模型（Cheng, 1994）空間域全局奇異性（C-A）模型（Cheng, 1994）頻率域奇異性（S-A）模型（Cheng, 1999）A(S) S -2d/sSpatial PatternSpectral energy density S(w)ASw = 0頻率域奇異性（S-A）模型（Cheng, 1999）A(Scale

49、 BreaksLog A(S) = c 2d/s Log SSpectral energy density S(w)ASw = 0Scale BreaksLog A(S) = c 2d廣義自相似性-空間域中呈多樣性而在特征域表現(xiàn)為自相似性空間域 C-A模型頻率域 S-A模型特征域 N-l模型沃爾什域W-A模型 提出了多重分形廣義自相似模型：C-A模型、S-A模型、N-l模型、W-A模型，建立了多個空間研究廣義自相似性模型，形成了有效的疊加-復合異常分解模型、方法和GIS軟件技術。多重分形方法廣義自相似性-空間域中呈多樣性而在特征域表現(xiàn)為自相似性空間 空間疊加場 空間分解場AnomalyBack

50、ground廣義自相似原理與疊加異常分解空間域、傅立葉變換、特征變換、沃爾什變換變換 逆變換S-A、N-l、W-A廣義自相似模型變換空間 空間疊加場 空間分解場AnomalyBackground廣綜合信息集成與礦產資源定量預測Cheng, 2008, Math. Geosciences綜合信息集成與礦產資源定量預測Cheng, 2008, 通過各證據(jù)圖層的疊加，遠景區(qū)面積減少，而礦床（點）的密度增加，也服從“密度-面積”模型。即將證據(jù)權方法的后驗概率拓展到奇異性范疇。通過各證據(jù)圖層的疊加，遠景區(qū)面積減少，而礦床（點）的密度增加“成秋明介紹了一種新的分形和多重分形方法,并有效地用于二維頻率域致成

51、礦異常和背景的分解,成功圈定了巖漿熱液型鈾-錫-鎢礦找礦靶區(qū)”2008年，克倫賓獎“成秋明介紹了一種新的分形和多重分形方法,并有效地用于二維頻GeoDAS 技術國際培訓班2000多倫多2001智 利2002薩斯克同2002多倫多2003加拿大2004意大利2004渥太華2006巴西2008北京2009杭州 西安 成都2012武漢GeoDAS 國際用戶 政府：美國地調局加拿大地調局中國地調局意大利地調局巴西地調局大學： 南非大學Naple 大學巴西國立大學美國內華達大學渥太華大學礦業(yè)公司：BHP, Barrick， WMC， INCO，AVRD， Cominco， M.I.MGeoDAS 技術國

52、際培訓班2000多倫多2001智 利20雅喜馬拉成礦域環(huán)太洋域成礦古 亞 洲 成 礦 域印度大陸特提斯特提斯演化、青藏高原隆升與成礦響應（李文昌等，2005）雅喜馬拉成礦域環(huán)太洋成礦古 亞 洲 成 礦 域印度多島弧盆成礦模式大洋板塊大陸溝-弧-盆成礦模式海溝島弧斑巖銅礦弧后盆地塊狀硫化物“三江”地區(qū)古生代中生代增生造山成礦系統(tǒng)（李文昌等，2005）多島弧盆成礦模式大洋板塊大陸溝-弧-盆成礦模式海溝島弧弧后盆云南“三江”地區(qū)成礦信息非線性提取S-A模型云南“三江”地區(qū)成礦信息非線性提取S-A模型 廣義自相似異常分解方法應用實例云南蘭坪盆地鉛、鋅地球化學異常分解和靶區(qū)預測鋅總量鋅靶區(qū)預測靶區(qū) I金

53、頂超大型礦床預測靶區(qū) II預測靶區(qū) III預測靶區(qū) IV 廣義自相似異常分解方法應用實例云南蘭坪盆地鉛、鋅地球 弱小異常識別與提取方法應用實例列入“云南省找礦行動計劃”重點，獲找礦突破 弱小異常識別與提取方法應用實例列入“云南省找礦行動計劃”個舊錫銅多金屬礦床找礦預測危機礦山深部找礦個舊錫銅多金屬礦床找礦預測危機礦山深部找礦在個舊礦集區(qū)通過繪制水系沉積物中元素含量分布的奇異性，凸顯出深部隱伏礦體引起的弱異常，并以此有效地圈定了傳統(tǒng)方法不易發(fā)現(xiàn)的西區(qū)找礦目標。勘查成熟區(qū)深部埋藏區(qū)弱信息提取傳統(tǒng)方法地質剖面異常下限異常下限深部隱伏礦體淺部探明礦體在個舊礦集區(qū)通過繪制水系沉積物中元素含量分布的奇異性

54、，凸顯出S-A Plot showing Power spectra vs AreaAnomalyBackground原始組合數(shù)據(jù)Raw data(mixing)AnomalyBackgroundS-A Plot showing Power spectra重力剖面異常加權主成分分析、N-l異常分解多重分形方法用于常量元素與重磁混合模型識別巖體重力剖面異常加權主成分分析、N-l異常分解多重分形方法普雄米甲沖通過成礦弱信息提取技術，不僅能圈定東區(qū)異常，還能凸顯西區(qū)弱異常。共圈定13個預測靶區(qū)，其中西區(qū)6個，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)米甲沖、普雄鉛鋅礦床。東區(qū)西區(qū)傳統(tǒng)方法圈定地球化學異常圖成礦弱信息提取后地球化學異常

55、圖個舊礦集區(qū)地質圖普雄米甲沖通過成礦弱信息提取技術，不僅能圈定東區(qū)異常，還能凸多重分形譜系成礦系統(tǒng)的“有序性”、“成套性” 等序列。成礦分形譜系與成礦統(tǒng)計預測金屬礦床成礦系列組合模式1. 脈狀礦體 2. 似層狀、脈狀礦體 3 矽卡巖中硫化礦體礦異常在特征空間中分布譜系礦異常在傅立葉空間中分布譜系礦床礦體品位噸位分形模型礦床分布與奇異指數(shù)后驗概率圖奇異指數(shù)頻率分布圖9%奇異地段包含60%的礦床多重分形譜系成礦系統(tǒng)的“有序性”、“成套性” 等序列。成參考文獻Cheng, Q., Agterberg, F.P., Ballantyne, S.B. The separation of geochemi

56、cal anomalies from background by fractal methods. Journal of Exploration Geochemistry, 1994, 51(2): 109-130.Cheng, Q., The gliding box method for multifractal modeling. Computers & Geosciences, 1999, 25(9): 1073-1079.Cheng, Q., Agterberg, F.P., Fuzzy weights of evidence method and its applications i

57、n mineral potential mapping. Natural Resource Research, 1999, 8(1): 27-35.Cheng, Q., Xu, Y., Grunsky, E., Integrated spatial and spectrum method for geochemical anomaly separation. Natural Resources Research, 2000, 9(1): 43-51.成秋明. 非線性成礦預測理論: 多重分形奇異性-廣義自相似性-分形譜系模型與方法. 地球科學中國地質大學學報, 2006, 31(3): 337-348.Cheng, Q., Mapping singularities with stream sediment geochemical data for prediction of undiscovered mineral deposits in Gejiu, Yunnan Province, China. Ore Geology Reviews, 2007, 32 (1-2): 314-324.Cheng, Q., Non-linear theory and power-law models for information integration