數字地質與礦產資源評價思路分析

張曉錦，于紹鵬，于 丹，張博興

（1.吉林省第一地質調查所，吉林 長春 130033；2.吉林省有色金屬地質勘查院，吉林 長春 130021）

1 數字地質

對于數學地質來說，是數學與地質的交叉學科，數字地質則是信息技術與數學地質交叉形成的學科。在數學地質發展當中，數字地質可以說是新的發展階段，也是數學地質的進一步拓展與延伸。對于數字地質來說，地質學當中的信息技術是其發展應用的基礎，其主要內容是地質學當中的數學模型以及數學應用，以此對實際問題進行解決。對于數字地質來說，則是地質學信息技術以及定量化理論，同數學地質相比，具有了更為廣泛的外延與內涵，其在實際應用當中的目的，即是對相關信息進行有效的提取與發展，對存在的變異情況進行揭示，在對規律性有效查明、預測的情況下實現相關地質問題的有效解決。就目前來說，國際地質信息學科組織與數學地質協會已經合為一體，整體來說已經體現出了數字地質發展的新階段與趨勢——數字地質。

1.1 數據類型

對于地質數據來說，其具有多種樣的形式，在面對不同數據時，需要能夠以不同的方式進行處理。在綜合分析數據時，需要對不同類型數據進行歸一處理。具體來說，可以分為定性與定量兩種類型數據，在定性數據中，可以分為有序型以及名義型，定量數據中，則包括有比例型以及間隔型。

1.2 數據預處理

在研究數字地質時，對于不同的數據，在表現形式方面也存在差異。對此，則需要能夠對數據進行適當的變化與預處理，以此更好的開展數據綜合分析。在實際進行數據處理時，其主要目標有：第一，對地質變量數據水平進行統一，對量綱方面影響進行最大程度的減少；第二，使地質變量處于正態分布；第三，將兩變量非線性關系實現對線性關系的轉化；第四，對變量數據進行減少，應用數量較少、新的、具有相互獨立特征的變量對以往具有相關聯系的原始變量進行替代。

1.3 數據變換

在實際進行數據處理時，也需要能夠做好變換方式的應用，對于不同變換方式而言，也具有不同的目的，且不同模型也對地質變量具有不同的要求。就目前來說，主要的數據變化類型有：第一，對原始數據進行均勻化、標準化變化，以此保證數據水平具有一致的特點；第二，對偏態分布數據進行平方根、對數、反正弦變換，通過這部分方式的應用使數據接近正態分布；第三，對于非線性數據，要做好散點圖的制作，結合點分布趨勢進行曲線擬合處理，同時應用圖像方程進行變換，以此使其具有線性的關系特點；第四，對原始數據進行R型主成分分析，在減少原始變量個數的情況下，使其具有相互獨立的特點；第五，對于數據變換以及預處理來說，是一項重要程度較高的工作。在實際進行處理時，需要在認真研究分析的基礎上開展工作，保證變換的科學性以及適當性。對于混合分布特征數據，則需要先對其進行篩分，之后分別考察不同成分，以此確定是否進行變換。

1.4 基本問題

數字地質的基本問題有：第一，地質數據混合性、復合性、多元性、方向性、代表性、相對性，同時包括有混合總體的篩分技術；第二，地質數據成因意義以及分布特征；第三，地質對象的數字化、模型化、智能化以及定量化；第四，地質數據變化的目的與方式；第五，地質數據的的空間相依、空間特征、變異函數以及各向異性等；第六，地質事件結果概率估計以及事件概率法則；第七，地質體成因組合效應與估計不同影響因素的權重；第八，地質體組合特征、結構特征；第九，地質過程轉移概率以及馬爾科夫性；第十，地質數據的非線性理論與非線性特征。

2 礦產資源評價應用

在數字地質主要應用方面，包括有數字特征研究、地質體評價、成因分析以及地質體預測等等。在我國，礦產資源定量評價預測是一個較為成熟的研究領域，不僅開展了較長的時間，且具有較多的涉及面以及較長的開展時間，并在此當中獲得了顯著的成果。1976年開始，我國即進行了對于鐵銅礦床的預測統計，并逐漸在我國其他其余進行了綜合信息成礦定量預測以及礦床統計預測。在后續發展當中，也邀請發達國家專家在我國介紹礦產資源評價當中計算機的應用成果，這對于我國礦產定量預測當中數學地質的應用也起到了積極的推動作用[2-4]。

2.1 資源定量預測

對于找礦這項工作來說，其基本問題即是對于礦藏的尋找目標、尋找地點以及尋找方法，在相關因素不斷變化發展的情況下，也使得找礦理念在此當中發生了變化。可以說，這部分因素的存在將直接對找礦理念產生影響，同時也將會對找礦技術與方法的研究發展起到積極的驅動作用。在找礦理念創新的過程當中，需要進行永無止境的積極探索，同時結合社會發展以及行業發展需求進行制定與明確。在以往發達國家的礦產資源目標當中，即明確要以定量的方式對未發現礦床潛力進行評估，其認為：現代化評估為定量，將通過礦產資源經濟可行性的研究與發現，對未發現資源數量、產地與價值進行估計。就目前來說，經常使用到的資源評價方式有：第一，預測普查組合。即由方法、標志、階段、對象相關因素組建形成的系統。通過該系統的運行，能夠對不同勘察程度目標作出保證；第二，“三部式”礦產評價。對于礦床頻率分布來說，可能為泊松分布，也可能是負二項分布，右尾較長。對于某種估計礦床，有一半以上的大于品位以及噸位的中位數。通過找礦礦床規模、地段面積，以及礦床數泛回歸方程，能夠確定礦床的個數。對于部分礦床類型，通過密度模型的應用能夠獲得鞥為精確的估計結果；第三，“三聯式”數字找礦。在該方式當中，對控礦因素進行定量數字化處理，識別、提取致礦地質異常情況，同時，能夠定量化礦化特征數字化，對成礦的多樣性情況進行評價分析，且能夠對成礦規律進行量化處理，建立礦床譜系；第四，非線性找礦。具體來說，即是對多重分形、奇異性特征進行非線性找礦評價，同時，將根據自組織理論預測找礦。而根據不同地殼地段，也將對構造物質的有序度進行找礦；第五，其他預測與找礦方式。其中，通過多元綜合信息對找礦、成礦的有利度指數進行計算是常見的方法，具體來說，將應用特征分析法對關聯度進行計算，以及通過證據權法做好綜合信息有利度計算等等。

2.2 5P地段優化圈定

在三聯式成礦預測不斷發展的過程當中，找礦范圍、找礦信息在此當中發生了較大的變化，靶區級別不斷提升，逐漸增加了找礦成功概率，且在此當中有效降低的勘探風險。從不同尺度水平角度考慮，對于地質異常可以進一步分為區域性、全球性以及局部性地質異常，對于不同尺度水平地質異常來說，也將會對不同等級礦產資源分布與形成情況進行控制，對于5p地段來說，其主要包括有：可能成礦地段、有利找礦地段、找礦可行地段、礦體遠景地段以及資源體潛在地段。其中，前三種地段屬于中小比例尺預測范圍，對于后兩種地段來說，則是大比例尺成礦預測范疇，是在預測靶區基礎上所開展的深化剖析。在三聯式成礦預測當中，靶區內涵具有逐漸增加的特點，在外延方面則逐漸減小。

3 數字地質填圖

3.1 資料收集

在該項工作進行前，需要能夠對以往調查成果進行充分的利用，做好數字以外資料的整理。在這部分資料當中，包括有區域地質物化以及類型等等，同時收集相符比例尺地形圖相關數據。最后，做好區域填圖范圍以及比例尺的計算[5,6]。

與模擬照片不同，數碼照片在被具象化——作為可見物被閱讀——之前，它的歧異受到尊重，同時還提供隱藏的進一步的信息來確認和引發其他觀點。[1]71

3.2 技術準備

在地質填圖技術應用當中，需要提前 相關技術裝備的準備，包括有GPS導航儀、電腦以及照相機等等。在對硬件需求滿足的基礎上，也需要強化軟件方面的支持，包括有野外數據采集系統以及室內桌面系統。

3.3 數據采集

在地質區域調查當中，在采集數字化數據方面，主要的步驟有：第一，勘查野外路線，主要對地質區域當中地層結構、地層接觸關系與巖性構造特征進行分析。在此項工作開展當中，需要做好地質構造特點的了解，同時明確如何通過GPS確定方位。當保證地質區域具有清晰地形特征的基礎上，再通過羅盤的使用定點，在野外做好記錄工作；第二，在測制地質剖面時，也需要能夠強化區域地質調查，以此對填圖單位比例尺進行判斷，做好區域當中變質演地區的確定；第三，在地質填圖當中，需要通過穿越地層路線方式的應用對區域當中地質測量知識進行搜集，在細致了解的基礎上，做好相關實踐知識與測量理論的掌握。

3.4 室內整理

3.4.1 數據處理編輯

對于地質剖面測制這項工作來說，需要能夠測量、劃分完成確定的剖面線地層。在研究室當中做好相關野外數據的整理，以此對數據有效性做出保證，且需要在此當中做好區域地層厚度的計算。

3.4.2 數據輸入整理

在該項工作當中，需要通過GISP級數的應用實現野外定點信息的完善與補充，在對收集獲得數據正確分析的基礎上，最終形成有效的材料圖。該技術在數據編輯功能方面具有較好的表現，能夠實現區域的地圖形成，同時科學輸入、整理相關定點數據。同時，該技術也能夠做好實際材料圖框架的輸出，該框架圖由點號、位置點、測區范圍以及產狀形成。為了能夠在此當中獲得最佳解析度，可以結合實際做好軟件顯示比例的控制，之后實現圖形GISP的輸出。

3.4.3 材料圖制作

對于實際材料圖來說，即是在地形圖上野外操作的圖，能夠對野外工作行為進行反映，包括有礦產資源、路線、地層產狀等等，具有較強的綜合性以及原創性。在實際工作當中，在野外檢查整理相關地質點不存在錯誤問題后，則可以對GISP數據處理軟件進行輸入，在地形圖上選擇輸出，將點位信息實現對實際材料圖底圖的導入。通過不同檢索手段的應用，則可以在V字型法則的基礎上開展地質連圖。

3.4.4 地質圖制作

在該項工作中，即是在實際材料圖基礎上對其進行簡化處理，去除地質點以及路線，在形成簡化形線的基礎上，對野外推測、實測地質情況進行反映，包括有主圖與附圖。主要藝術包括有地層單位、斷裂構造、地層產狀以及礦產資源。其中，附圖能夠實現對地質現象的解釋，剖面圖能夠解釋測區構造框架。繪圖主要是根據地質行業標準，進行不同的地質實體著色、花紋填充，提取和疊加注記、產狀、礦產等的圖層，最終就能完成數字地質圖的初步編輯工作。

4 結束語

在科學技術不斷發展的過程當中，也對我國的地質工作帶來了較大的影響。可以說，通過數字技術在地質工作當中的應用，能夠有效提升礦產評價工作開展水平，且能夠更好的掌握相關地質信息。對此，則需要在具體工作當中做好相關技術的應用，在充分發揮技術作用的情況下，更好地保障工作開展質量。