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成矿预测基本理论

一、成矿预测基本理论
1.相似类比理论
相似类比理论是指在相似的地质环境下,应该有相似的矿床产出,如一定种类的矿床及其共生组合特征,在相同的地区范围内应该有相似的矿产资源量。

依据于这一理论,在进行矿产资源评价时,就可以运用研究程度较高、地质资料丰富的矿床所取得的有关认识去推测研究程度较低、地质资料比较有限的同类矿床的成矿前景和可能的资源量等。

2.求异理论
求异理论是相对于人们熟知的相似类比理论而提出,其主要是指一些新类型、特殊类型或超规模(巨型、超大型)的矿床皆产于特殊的地质环境中,这种特殊的地质环境具有与周围地质环境截然不同的地质结构和要素,构成所谓的地质异常。

在找矿评价中,从总结、研究和探求地质异常入手,进而进行成矿可能性分析。

求异理论强调的是地质体(地质环境)的不同之处对成矿的影响及作用,它对于找寻评价新类型、特殊类型、超大型的矿床具有特殊的指导作用,而相似类比理论只能指导人们进行已熟知的同类型矿床的找寻评价工作。

3.定量组合控矿理论
定量组合控矿理论是指成矿不是由单一因素,也不是由任意几个因素的组合完成的,而是由必要和充分的因素的耦合而完成的,但这种“必要和充分”的因素的组合对于矿产勘查工作者往往具有较大的不确定性,为了最大限度地提高找矿成功概率,就必须最大限度地查明控矿的定量组合因素。

在进行某一地区或某一矿区的成矿前景或资源潜力评价工作时,按照定量组合控矿理论,首先应全面地分析有关控矿地质因素并掌握这些因素对成矿的贡献及其相互之间的耦合关系,尽可能定量地研究控矿因素组合,而不是仅限于定性分析和判断。

在地质条件相似的情况下,一些地区成矿,而另一些地区可能无矿,这是因为相似的地质条件并不一定是成矿的充分条件。

一般地说,一个地区成矿概率的大小与成矿的有利因素的种类及其耦合有关。

“定量”是任何一门科学现代化的重要标志及基本要求。

按照定量组合控矿理论,在进行矿产预测时应该充分提取、构置、优化各种控矿要素及各种信息,并采用一定的先进技术手段进行综合的定量处理,定量地把握各种因素在成矿中所起作用的大小、性质、参与程度等,以提高评价结论的准确程度。

4.惯性理论
惯性理论本身是指自然界的客观事物在其发展变化过程中常常表现出一定的延续性,通常称其为惯性现象。

在矿产勘查领域中,这种惯性现象表现为成矿事件及其有关的地质体,如矿床等在时间、空间上所具有的稳定的变化趋势。

这种变化趋势越稳定,则越不易受到外界其它因素的干扰而改变其发展趋势。

在进行地质评价时,依据惯性理论作指导,通过分析、总结有关的地质体及成矿事件的发展变化规律,就可以对其相邻地段及深部地段的成矿前景及可能的成矿规模进行推断。

5.相关理论
相关理论是指任何成矿事件的发生、变化都不是孤立的,而是在与其它地质作用的相互影响下发展的,并且这种相互影响常常表现为一种因果关系。

例如地质评价的主要对象—矿床和各种岩石及构造有着密切的联系,一定类型的矿床是特定的地质作用的特殊产物。

相关理论有助于评价者深入、全面地分析与成矿有关的各种地质因素,从而正确地认识矿床的有关特征及成矿规律,进而做出正确的评价。

二、基本方法
1.类比法
类比法实质上是一种经验性的方法,其主要是利用通过对已知区(研究程度相对较高的地区)的深入解剖研究所取得的有关认识或已经过验证的评价结论,去类比成矿地质条件相似的待评价区(工程程度相对较低的地区)的有关问题,从而得出评价结论的方法。

类比法是所有的评价方法中使用简便、易行、见效快的一种方法,目前在地质评价工作中得到了广泛的应用。

本类方法特别适用于矿产勘查工作程度较低的地区或矿床以及受技术条件限制而研究难度较大的地表深部的成矿前景评价工作。

由于类比法是建立在相似理论基础上的一种推断,受评价者的经验及主观因素影响较大,因此在使用时对此应特别注意。

在具体应用中,类比的内容可以是多方面的,如成矿地质特征、物理化学环境、矿床工业类型、矿化信息等,但为了提高类比的可靠性,应尽可能采用综合的类比,即用模式类比。

另外,要注意分析评价区的具体成矿特征,注意分析建模区(已知区)和评价区成矿地质特征上的差别对评价结论的可能影响。

2. 趋势外推法
本类方法立足于矿床(体)的已知特征,据矿床(体)有关特征的自然变化趋势从已知地段外推相邻未知地段内的有关成矿特征。

趋势外推法是地质评价,特别是进行成矿前景评价中应用较早的一类较成熟的方法,在一般情况下,所得结论的可信度较高。

本类方法即使用简便、直观、效果又较好,目前在大比例尺的成矿预测,特别是矿体定位预测中得到了较广泛的应用。

在具体应用中,根据所依据的外推参数的不同,可至少分为矿体外部特征变化趋势外推法、矿体内部特征变化趋势外推法、成矿物化条件变化趋势外推法、控矿因素趋势外推法、预测标志变化趋势外推法、成矿规律趋势外推法等六种方法组。

趋势外推法所依据的理论基础是惯性理论。

因此,在使用本类方法时应注意的事项是:①必须是在起点真实的基础上,严格地按照变化趋势进行有限的外推;②外推时应考虑到后期地质作用改造的影响,如后期断裂活动对先成矿体的错失、岩浆活动对先成矿体的熔蚀等。

归纳法是立足于对具体对象作深入、具体的分析,通过对本地区或某一具体矿床的成矿地质条件的深入研究,总结成矿规律,进而对成矿前景做出科学的评价的方法。

建立在相关理论基础上的归纳法是地质评价工作中经常自觉不自觉要用到的一类方法,在工作全面深入、细致、分析合理的前提下,所得结论往往比较正确。

本类方法无论是在地质研究程度较高的老区或研究程度较低的新区都有其广泛的使用前景,并且是应有类比法的基础,类比中所应用的各种模式都是通过对已知区域成矿特征的归纳、总结才建立起来的。

应用归纳法时应重视已有成矿理论的指导作用,并注意总结新的成矿理论及建立相应成矿模式等以指导相似地区的矿产资源评价工作。

归纲化学元素的具体方法组有地质归纳法、成矿系统分析法、预测—普查组合方法、建造分析法、统计分析方法等。

3.求异法
求异法是以求异理论作指导,从分析、总结研究对象的异常特征入手,进而利用研究对象的某种异常特征而对其可能的成矿前景及规模作出科学评价的方法。

求异法也是地质评价中经常用到的一种方法,如通过物探异常和化探异常而对矿产资源进行评价等,但真正明确地将其作为一类基本方法则是得益于地质异常致矿理论(即求异理论)的提出及普及。

自赵鹏大院士提出地质异常的概念以来,目前利用地质异常进行预测评价正逐步形成一种新的思维评价方法,并在实践中逐步得到推广应用。

需要指出的是,严格地说,求异法应属归纳法的一种,因为科学的归纳本身就包含着求同及求异两种途径。

具体的求异法可以分为地质异常评价法,物探异常评价法、化探异常评价法等。

三、预测区优选准则
(1)成矿地质条件准则:成矿地质条件为前提;
(2)找矿概率准则;
(3)工作程度信息浓集准则:突出成矿关键信息,提高矿产预测成果的可靠性;
(4)模式类比准则:以矿床模式各二级要素为评价指标;
(5)数据驱动与知识驱动相结合准则。

四、预测区优选与评价方法
(1)数据驱动方法:
①找矿信息量优选模型法;②地质背景衬度法;③非先验约束模型法。

(2)知识驱动方法:
①主观优选法;②专家系统;
(3)综合方法。

综合方法是数据驱动与知识驱动相结合的方法,即在矿床模式的指导下,以预测区的成矿地质构造条件和物化遥重砂异常(必要要素、重要要素与次要要素)与相应矿床模式各二级要素的匹配(相似)程度为指标,以GIS为平台,以数据驱动为参考,采取专家为主的决策方式,对各个预测区进行人机交互式地优选与排序。

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