预测单元的划分是开展预测工作的重要环节,划分单元的目的和单元的作用是:单元应该具有明确地质意义,能够反映预测要素组合,具有统计对比意义,便于在 GIS 环境下处理与成图。传统的单元划分方法有规则网格的方法和地质体单元划分方法。本次拟采用“不规则地质单元法”进行预测单元划分。
五、预测变量的构置、优化
在完成预测要素及其组合定量化及预测单元划分之后,进行预测变量的选取、构置和优化。这项工作是在找矿模型的指导下,以充分获取的各类找矿信息为基础,并采用知识驱动与数据驱动相结合的途径实现。
(一)数据变换方法
数据变换方法用于解决地学数据多源异构、量纲不统一等问题,从而满足预测、评价方法使用。对预测变量进行变换的主要目的有:①统一变量的数据水平,②条件独立性,③用较少的变量代替一组较多的存在相关性的原始变量,④使变量尽可能地服从正态分布。
目前,常用的数据变换方法有:标准化变换、极差变换、均匀化变换、反正弦和反余弦变换、平方根变换、对数变换、化直变换、成份数据对数比值变换等等。实际应用中对数据变换方法的选择,应根据不同数据自身特点以及预测评价方法的要求而定。
(二)预测变量的分类、组合与优化
变量定量分类是探讨各变量之间的相关性。常用的方法有模型法、
统计法、两两比较法等。在对预测要素进行分类、组合研究的基础上,可以进一步对变量进行筛选与优化组合,以达到预测变量的结构最优化。预测变量的筛选必须以地质研究为基础,采用地质方法与多元统计方法相结合的途径,在不损失与预测对象有直接或间接联系的主要信息的同时,精简变量、优化系统,突出必要和重要因素。
六、成矿有利度计算与预测区圈定
(一)单元成矿有利度的计算
单元有利度(含找矿后验概率和模糊度)的计算是定量圈定预测区(最小预测区,和预测区分级评价)的基础。计算单元成矿有利度的基本原理和流程是:在单元划分和单元属性或者变量的确定基础上,采用一定的数学模型来计算每个单元的成矿有利度。
(二)预测区的圈定和评价
预测区是一组具有相同成矿意义单元的组合。圈定最小预测区的准则是在最小的矿产预测区内,发现矿床的可能性最大,漏掉矿可能性最小的空间,即最小面积最大含矿和最小漏矿率的原则;采用模型类比法,圈定不同类别的预测区;多种信息联合使用时,应遵循以地质信息为基础,地、物、化、遥矿产预测要素信息综合标志确定预测区;尺度对等准则,即参与预测的基础数据与预测目标应在同一个水平尺度上,地质构造专题图件、物化遥重砂异常及推断解译图件等应统一投影方式。在计算出各个预测单元的成矿有利度(或后验概率)之后,确定成矿潜力单元(即成矿有利单元)。
七、预测资源量估算
(一)预测资源量估算要求
1、本次预测资源量估算深度:煤炭分1000m以浅、2000m以浅两个深度估算。其它矿产按2000m以浅估算。
2、本次预测分16类矿种(组):(1)煤炭;(2)铁;(3)锰;(4)铝土矿;(5)铜、铅、锌、银、钨、锡、钼、锑,金;(6)铬、镍;(7)钾;(8)萤石;(9)重晶石;(10)磷;(11)硼;(12)硫;(13)菱镁矿;(14)稀土;(15)锂;(16)铀。
3、铀矿:采用由全国统一预测的方式。煤炭:采用以全国预测为主,全国预测和各省预测上下结合的方式。其它矿种:采用由各省、市、自治区分别估算预测资源量,再进行全国汇总的方式。
(二)预测资源量估算方法
1977年第98号国际地质对比计划提出了6种资源总量估计方法:①区域价值估计法,②体积估计法,③地壳丰度估计法,④矿床模型法,⑤德尔菲法或主观概率法,⑥综合法,但是,后来兴起的“三部式”矿产资源定量预测评价法更能体现这种精细预测的发展趋势。考虑到全国非油气重要矿产资源总量估算的可比性和可集成性,以及我国的实际情况,本项目在借鉴和吸收上述方法优点的基础上,拟采用非总合式资源量估算方法(矿床值概率分布法、地球化学块体估值法、矿床模型综合地质信息定量预测法)计算各远景区预测资源量,并分析找矿概率。初步考虑提出如下方法:
1、矿床模型综合地质信息定量预测法。该方法基本思路是,首先运用信息量计算法及特征分析法建立已知探明资源储量矿床的定量信息模型以及综合地质信息定量模型,并根据主成分分析法建立矿床规模定量预测模型。然后根据预测区综合地质信息及定量找矿信息,经过相关分析预测矿床数量。再根据矿床规模定量模型预测不同规模的矿床数,并据此定量估算远景区资源量。
2、矿床值概率分布法(蒙特卡洛法)。矿床值概率分布法是根据已知某种矿床类型的矿石储量及品位分布模型,并分别对其进行蒙特卡洛模拟,通过矿石储量和矿石品位概率(或由此生成的潜在资源量)分布曲线来估算预测远景区不同概率(不同置信度)下的资源总量(包括探明储量和潜在资源量)和推测未发现矿床的个数,并按不同概率进行分类。例如,100%概率下的预测资源总量实质上就是已探明储量(已开采资源量+保有储量)。
3、地球化学块体估值法。地球化学块体估值法是对地壳丰度估计法的改进与发展,它是通过将模型区内成矿元素(或化合物)地球化学块体含量与探明储量之间所建立的函数关系,推广到各个预测远景区来估算该元素(或化合物)的资源总量(包括探明储量和潜在资源量)和未发现矿床个数。依据不同的地球化学块体下限值可进行多种情况估算。本次工作将在此基础上进一步加以完善。
4、磁性矿产资源估计法。在成矿地质条件有利部位,主要采用航磁、地面磁测等资料及信息,通过对磁性体的定量解释和反演计算等,确定磁性体规模,进而估算其可能的矿产资源量。
以上各种方法,目前如何具体应用,有待于进一步研究、探索。本次工作将根据不同矿种(组)、不同地质构造背景、不同地质工作程度地区,选择不同的资源量估算方法,并按照沉积矿产和其它不同矿床类型分别进行有效性试验以及不同方法对比,根据对比试验结果在全国推广实施。
(三)预测资源量分类、分级
预测资源量根据其估算依据进行级别划分,初步考虑分为三类:可能的、推测的、估计的预测资源量。具体分类、分级标准和方法将进一步制定。
(四)技术难题攻关
1、针对地质构造精细划分解决证据权法的应用问题。
2、针对定量预测技术中矿床模型建立、预测区内矿床数量判别标准、资源量估算、级别划分等重大技术问题。建立适合我国地质资料特点,又可以对外交流的预测方法体系。
3、地球化学块体估值法:需要解决不同景观条件下的地球化学块体值差问题,以及矿床剥蚀与地球化学块体值的反比问题。
八、远景区优选、分级与排序
(一)远景区优选方法
1、数据驱动的方法:找矿信息量优选模型法、地质背景衬度法、非先验约束模型法等。
2、知识驱动的方法:主观优选法、专家系统等。
3、综合方法:数据驱动与知识驱动相结合,即采用远景区成矿有利度(或后验概率等)、资源潜力(非总合式预测资源量)、成矿地质条件(分为主控因素与次要因素)与矿床模式的匹配程度、自然地理条件和环境等指标,总结各矿种主要类型的主要评价标志,对各找矿远景区进行人机交互式地优选与排序。
(二)远景区优选、分级、排序准则
1、远景区优选准则:①成矿地质条件准则,②找矿概率准则,③工作程度准则,④自然地理和环境准则。
2、远景区优选:突出成矿关键信息,压制干扰信息,提高矿产预测成果的可靠性。
3、远景区分级:综合考察成矿条件有利程度,预测依据是否充分,矿化强度、成矿信息浓缩程度、资源潜力大小等因素,有些地区还应考虑自然地理条件。通过优选,将预测远景区划分A、B、C三个级别。
4、远景区排序:按资源潜力、成矿地质条件、成矿有利度等综合指标对找矿远景区的重要性进行定量或定性的评估与排序。
九、单矿种(组)预测方法
根据各矿种产出地质环境的相似性分为16类矿种(组)来具体论述。
(一)煤炭
煤炭既是我国最主要的能源矿产,又是重要的化工原料。煤炭资源丰富、煤类齐全,从晚古生代到新生代共有六个主要成煤期。
在预测中应深入研究重要含煤盆地类型(如陆块区海陆交互相含煤沉积盆地、过渡区海陆交互相含煤沉积盆地、内陆坳陷含煤盆地和断陷含煤盆地)基底大地构造属性、构造环境和基底构造格架,以及主要成煤期的沉积-构造特征;探讨古构造、古地理、古气候和古植物对聚煤作用的制约和影响,以及富煤带与沉积体系的关系;分析成煤环境对煤岩、煤质的影响,以及煤的构造-热变质模式;并应用沉积学和板块构造理论的新成果、新观点开展我国聚煤盆地分析、总结煤炭资源时-空分布规律;编制各成煤期岩相古地理图、盆地构造图、变质构造图、成煤规律图等系列专题图件。在建立煤炭资源预测评价基础空间数据库的基础上,选取适合的定量预测方法和软件圈定远景区;按大地构造单元、成煤时代、沉积环境等将聚煤远景区划分为四级单元(聚煤区→含煤区或煤盆地群→煤田或煤盆地→煤矿区或煤产地);根据成煤期成煤条件及成煤后构造变动情况、地质-物探研究程度及钻探控制程度、资源潜力及埋藏深度等将远景区分类;并进行非总合式资源总量的估算。
(二)铁
我国铁矿矿床成因类型比较复杂,有内生矿床(与基性-超基性岩浆侵入有关的岩浆型钒钛磁铁矿,与中性或中酸性岩浆侵入有关的矽卡岩型铁铜矿或铁锡矿、高-中温气液交代-充填型铁矿,与中性钠质火山-侵入活动有关的热液型铁矿、玢岩型铁铜矿、块状硫化物铁铜矿及火山沉积型铁矿)、外生矿床(浅海相沉积型铁矿、海陆交互相沉积型铁矿、湖相沉积型铁矿,风化淋漓-残积型铁矿)、变质矿床(变质硅铁质建造中磁铁石英岩型铁矿,变质碳酸盐岩型铁矿)和多因复成型矿床(白云鄂博铁铌稀土矿床)。铁成矿大地构造背景多样,从造山带、过渡区到稳定的陆块区都有;且成矿时代也十分广泛,从前寒武一直到新生代。
在预测工作中,应根据不同矿床类型深入研究各类地质建造(岩浆岩建造、火山岩建造、沉积建造和变质建造等)与各类构造(断裂、褶皱等)对铁矿化的控制作用、矿床时-空分布规律等;系统编制相关专题图件;并利用GIS技术圈定与评价远景区,估算资源总量。
(三)锰
我国锰矿的类型较多,但以海相沉积型为主,其次为表生型等,成矿时代以中元古代、震旦纪、泥盆纪为主。海相沉积型锰矿占探明储量的绝大部分,且它们都产于相对稳定的大陆边缘海环境。
在预测中拟以海相沉积型锰矿作为主攻矿床类型,着重开展沉积相-沉积环境对锰矿的控制作用研究;系统编制相关专题图件;基于GIS技术定量圈定与评价远景区,并估算资源总量。
(四)铝土矿
我国铝土矿以古风化壳沉积型为主,并可进一步划分为碳酸盐岩古风化壳异地堆积亚型(修文式)、碳酸盐岩古风化壳原地沉积亚型(新安式)、碳酸盐岩古风化壳沉积铝土矿在原地附近堆积-近代喀斯特堆积亚型(平果式)、硅铝酸盐岩古风化壳原地堆积亚型(遵义式),此外,红土型铝土矿为高铝玄武岩风化亚型(漳浦式)。古风化壳型铝土矿的形成都经历了陆生阶段、富铝风化壳物质被海水(湖水)淹没-深埋阶段和表生富集阶段。
在铝土矿预测中,开展富铝岩系风化壳及古风化壳时-空分布、古气候-古地理与不整合面、表生作用与喀斯特堆积作用研究、铝土矿矿床模式建立等,配合物探寻找岩溶凹地,研究控矿规律,总结找矿评价标志;编制旨在突出富铝风化壳和古风化壳等高铝地质体的专题图件及其它相关图件;并利用GIS技术圈定与评价远景区,估算资源总量。
(五)铜、铅、锌、银、钨、锡、钼、锑、金
这组矿种的最大特点是成矿地质作用多样、成矿地质环境广泛、成矿控制因素复杂、成矿时代较多,且矿床类型齐全、各矿种伴生-共生现象明显、综合利用价值较大。如汇聚板块边缘火山岛弧带中与中酸性岩浆浅成侵入活动有关的斑岩型Cu(Mo、Au)矿和浅成低温热液型Au-Ag矿、陆块区与上地壳重熔型酸性岩浆浅成侵入活动有关的锡石硫化物型Sn-Cu-Zn-Pb矿和W-Sn-Mo矿、岩浆期后热液型Au-Sb矿、与壳幔混熔型中-酸性岩浆侵入活动有关的接触交代型(矽卡岩型)Fe-Cu多金属矿、与海底火山喷发-沉积作用有关的块状硫化物型Pb-Zn-Cu-Ag-S多金属矿、与热水喷流-沉积作用有关的SEDEX型Pb-Zn和Sn多金属矿、与陆相火山-沉积作用有关的Cu-Pb-Zn-Ag-Au矿、与变质作用有关的热液型Au矿和Cu-Fe矿、层控型Pb-Zn-Ag-Cu多金属矿(碳酸盐岩型)和W-Sn-Mo矿(沉积-改造型)及Au矿(微细浸染型)、表生型(风化-淋漓型、残坡积-冲积型)Au-Sb矿、W-Sn-Mo-Sb矿和Cu-Pb-Zn多金属矿等。
在预测工作中,应分不同矿床类型深入研究各类地质作用(内生、外生、变质、叠加)和地质建造(岩浆岩建造、火山岩建造、沉积建造和变质建造等)对矿化的控制作用、各类构造(断裂、褶皱等)对矿化的控制作用,研究蚀变和矿化分带特征和矿床时-空分布规律等;系统编制相关专题图件;基于GIS技术,选择适当的预测方法定量圈定与评价远景区,并分别估算它们的资源总量。
(六)铬、镍
我国铬矿主要类型有蛇绿岩型和同心状超镁铁质-镁铁质岩型(此外,层状超镁铁质-镁铁质岩型铬矿虽然在国内找矿中尚未取得突破,但作为世界最主要的铬矿资源类型同样值得高度重视);而镍矿主要矿床类型为岩浆熔离型。铬、镍矿的共同之处是都受深大断裂和超镁铁质-镁铁质岩体控制。蛇绿岩型铬矿产于造山带的缝合带上,同心状和层状超镁铁质-镁铁质岩型铬矿分布于克拉通老变质岩区;镍矿从造山带、过渡区到陆块区都有,但以过渡带为主。铬、镍成矿时代从前寒武一直到喜山期,而元古宙和华力西期是镍矿主要的两个成矿期,前寒武是同心状和层状超镁铁质-镁铁质岩型铬矿主要成矿期。
在铬矿和镍矿的预测中,应认真研究深大断裂对矿床分布的控制作用、超镁铁质-镁铁质岩体特征及其成矿特征对矿床分布的控制作用等;系统编制相关专题图件;并利用GIS技术圈定与评价远景区,估算铬、镍的资源总量。
(七)钾
钾矿是我国紧缺矿种之一,矿床类型以盐湖型为主,均产于蒸发盐建造中。其中,干盐湖体系提供了有利于钾盐形成的沉积环境,干盐滩边缘的富钾卤水湖多为成钾洼地。钾盐成矿时代为中、新生代。
在预测工作中,拟针对盐湖型钾盐,深入研究成矿元素与盐湖演化的关系、矿床模式及空间分布特征等;系统编制相关专题图件;基于GIS技术选择合适的预测方法定量圈定与评价远景区,并估算钾盐的资源总量。
(八)萤石
我国萤石矿床类型可划分为:产于中酸性岩体边缘相和接触带的萤石矿床、热液脉状萤石矿床、产于沉积岩中的热水沉积型和交代-充填型萤石矿床。萤石矿产出的大地构造环境类型较多,从造山带到陆块区都有萤石矿床分布,但我国90%的萤石矿床与中、新生代燕山期构造-岩浆活动有关。萤石矿床从内向外常见硅化→绿泥石化→绢云母化→高岭土化或碳酸盐化围岩蚀变分带现象。
在萤石矿预测中应深入研究萤石矿床与构造-岩浆活动的关系、萤石矿床与岩相-岩性的关系、萤石矿床与化探异常的关系等;系统编制相关专题图件;并利用GIS技术圈定与评价远景区,估算资源总量。
对于热水沉积型萤石矿床,应按沉积矿产的预测方法开展预测工作。
(九)重晶石
我国重晶石主要有层控型和脉型。重晶石成矿时代较多,尤以寒武纪、奥陶纪、泥盆纪和三叠纪更为重要。过渡区和陆块区深水盆地主要产出层控型重晶石矿,陆块区碳酸盐岩台地中则以脉型重晶石矿为主,部分地区还出现同一时代的重晶石层状矿与脉状矿共生现象,此外,重晶石矿床常与一定类型的其它矿床共生,如下寒武统重晶石-石煤-磷-钒-钼-铀矿床组合、泥盆系和奥陶系中重晶石-锰-磷-铁矿床组合、震旦系-上古生界脉状重晶石-铅锌-黄铁矿-萤石矿床组合。
在预测工作中应重点研究重晶石矿床与构造的关系、沉积盆地演化、碳质-硅质页岩含矿建造和硅质碳酸盐岩含矿建造、成矿元素组合及矿床分布规律等;系统编制相关专题图件;并基于GIS选取合适的预测方法圈定与评价远景区,估算资源总量。
(十)磷
我国磷矿矿床类型齐全,以海相沉积型为主、其次为沉积变质型、岩浆型,成矿时代以前震旦、晚震旦世、早寒武世、泥盆纪为主。海相沉积型磷矿占探明储量的绝大部分,且都产于相对稳定的大陆边缘海环境。
在预测中拟以海相沉积型磷矿作为主攻矿床类型,着重开展沉积相-沉积环境对磷矿的控制作用研究;系统编制相关专题图件;基于GIS技术定量圈定与评价远景区,并估算资源总量。
(十一)硼
我国硼矿以沉积变质型为主,此外还有盐湖型、矽卡岩型。
在硼矿预测中应深入研究硼矿床与地壳重熔型花岗岩体关系、硼矿床与富硼地层的关系、硼矿床与含硼变质建造的关系、硼矿床与构造的关系、硼矿床与化探异常的关系等;编制相关列专题图件;并利用GIS技术圈定与评价远景区,估算资源总量。
(十二)硫
我国硫矿产分黄铁矿与自然硫两种,以黄铁矿为主。有与岩浆热液有关的矽卡岩型、热液脉型,火山喷发沉积型、沉积型等不同类型。分布范围广泛,类型繁多,在不同地质时代均有产出。此外尚有和其它矿产伴生、共生的矿床。本次预测将按独立硫矿床以及共生硫矿床,伴生硫矿床分别估算预测资源量。
(十三)菱镁矿
现有研究表明,我国菱镁矿主要有三种矿床类型:①层控晶质菱镁矿矿床,②超基性岩风化淋滤隐晶质菱镁矿矿床,③第四纪湖相水菱镁矿矿床。其中层控晶质菱镁矿矿床占全国储量的99.86%,其赋矿地层包括:上太古界、元古宇、震旦系、泥盆系和三叠系,其中又以下元古界层控晶质菱镁矿矿床最为重要,约占全国储量的95%以上。我国菱镁矿资源分布集中、储量大且矿石优良,已知矿床主要分布在辽宁省营口大石桥至海城一带(约占全国储量的85%),其次是山东省掖县粉子山、甘肃省肃北等地。
在菱镁矿预测中拟着重针对层控晶质菱镁矿资源,深入研究成矿大地构造背景、含矿地层、控矿构造、化探异常和矿床时-空分布规律,以及矿床模式等;编制突出新太古代、元古宙、泥盆纪和三叠纪(尤其是早元古代)白云岩或白云石大理岩沉积建造和相关褶皱构造的地质建造构造图及其它相关专题图件;并利用GIS技术圈定与评价远景区,估算资源总量。
(十四)稀土
我国稀土矿产拥有世界著名的白云鄂博铁铌稀土超大型矿床。稀土矿床成因类型也十分齐全,从内生矿床(碱性花岗岩型、花岗伟晶岩型、接触交代型、气成热液型、碱性岩型、碳酸岩型、火山岩型)、外生矿床(沉积型、盐湖型、残坡积-冲积型)、变质矿床(混合岩型)到多因复成型矿床。成矿地质环境十分广泛,几乎所有地质单元都发现了相应的稀土矿床(矿化)。成矿时代也很广泛,从元古宙一直到中生代,其中,燕山期、华力西期和前寒武纪为我国稀土矿的主要成矿期。
在预测工作中,拟按不同矿床类型深入研究各类地质作用(岩浆作用、沉积作用、蒸发作用、风化作用、变质作用等)与稀土矿化的关系、地球化学分区与稀土矿化的关系等;系统编制相关专题图件;在地质综合信息及物、化、遥信息充分提取的基础上,利用GIS技术圈定与评价远景区,并估算预测资源总量。
(十五)锂
锂属于稀有矿产。我国主要有伟晶岩型、热液脉型、盐湖型、矽卡岩型等,由于其成矿类型复杂多样,因此单独预测。
(十六)铀(略)
第六节 GIS技术应用
全面全过程应用GIS技术(及其计算机技术)是本次工作的一项重要技术内容,涉及资料收集及整理、资料处理及解释(译)、成矿信息关联及综合、矿产资源定性及定量预测评价等各个环节,主要包括地学基础库维护和整理、基础数据库数据一体化组织、综合信息提取、矿产预测和图件编制与表达等内容。
一、地学基础数据库维护和整理
目前已经完成的地质基础数据库都要按资料使用截止时间2005年底进行维护,因此必须应用原有管理系统,经升级后用于数据库维护工作,地质图类数据库将采用地质图编图软件系统(GMGIS2005)进行了数据库维护和整理工作。
二、基础数据一体化组织
我国已有的基础数据库属于不同时间、不同单位、不同技术要求下建立起来的,地质空间数据难以实现统一组织和管理,尤其这些海量地质空间数据都是基于文件管理方式进行运作,特别是空间数据库,空间与属性数据分开存放,操作孤立,给应用带来不便。因此,要实现地质空间数据的有效存储、管理,为利用GIS技术实现矿产资源潜力预测评价全过程计算机化提供一体化的地质空间数据资源,必须采用多源、多比例尺、异构地质空间数据一体化组织与管理技术,对各类基础数据库进行数据整理、转换等地质空间数据一体化组织。
在国家“863”课题“基于SIG资源环境空间信息共享与应用服务”研究的基础上,应用所开发的面向地理数据库的数据转换工具、元数据转换工具等数据一体化组织与管理工具集,开展如下工作。
(一)整理基础数据库数据,采用新的地学数据模型,实现基础地质空间数据的一体化描述。
(二)应用面向地理数据库模型的数据转换工具,对原来以文件形式存储的基础数据库数据进行转换,提取要素类、对象类,合并图层。
(三)应用元数据转换工具对基础数据库的元数据进行整理、转换和入库。
三、建立数据模型
按照全面全过程应用GIS技术 贯彻“矿床模型综合地质信息定量预测思想”、实现“五统一”(即统一组织、统一思路、统一方法、统一标准、统一进度)的要求,开展矿产资源潜力评价数据模型研究和模型建立。建立矿产潜力评价全过程、各技术环节的空间数据库模型,包括成矿地质背景、典型矿床研究、成矿规律、矿产预测、航磁、重力、化探、遥感、自然重砂等专业类别的空间数据库模型和相关图件类的表达格式。
为了配合全国矿产资源潜力评价工作总任务的实现,开展全国矿产资源潜力评价数据模型设计工作的目标,可以概括为“两个保障、两个确保”,具体内容如下:
保障全国矿产资源潜力评价工作赖以实施的技术策略--全面全过程应用GIS技术--落到实处。
保障全国矿产资源潜力评价工作赖以实现的核心思想--矿床模型综合地质信息定量预测--贯彻顺利。
确保46个相对独立的项目组按“统一标准”要求开展潜力评价工作。
确保全国矿产资源潜力评价工作所取得的成果(实际数据材料图和数据库、综合信息成果图和数据库、最终预测成果图和数据库)的汇总与集成工作易于实现。
数据建模范围主要包括全国矿产资源潜力评价的综合研究信息和最终预测成果部分,不包括已存在的各类基础地质图或数据库的内容,有如下八方面:
1、地调领域专业谱系。
2、地调领域特征(空间与非空间)分类。
3、特征分类描述,包括数据表结构定义、数据项定义或描述、数据项下属词规定。
4、统一图例规范,包括线型、符号、花纹、用色等其它规范。
5、统一图件规范,包括图件类(图件)、图层类(图层)、特征类(特征)、图式、比例尺、空间坐标系统规定、及其之间的关系、规则等等。
6、统一数据模型文档,包括全国、片区、省区、及其铀矿预测组、煤炭预测组的内容,直接用于其项目实施后的数据结果的格式规范执行标准。
7、全国矿产资源潜力评价数据库逻辑模型。
8、全国矿产资源潜力评价数据库物理模型。
第七节 工作部署建议
一、经济社会发展对矿产资源需求分析
(一)研究全球、国内重要矿产资源供销形势,矿产品进出口贸易形势。
(二)进行矿产资源可供性分析。
(三)矿产资源供需保证程度分析。
(四)确定近期,中长期矿产资源主攻矿种。
(五)需求分析注意事项:
1、根据矿产勘查适度超前的原则,除考虑近期需求以外,还应考虑中长期需求。
2、供需分析应考虑全球、全国、地区三大层次,有的矿种(例如煤炭、磷、建材矿产等)应考虑地区层次,有的矿种考虑全国,对于经预测认为国内没有多大资源潜力的矿种,主要应考虑全球战略。
3、根据国民经济“十一五”规划纲要中关于全国主体功能区规划内容、有关全国城市经济群划分方案等资料统盘考虑。
二、确定重要成矿区带空间布局
(一)根据矿产预测成果,确定重要成矿区带的空间布局,并进一步划分低级序矿集区。
(二)分析各成矿区带内查明矿产资源情况。
(三)分析未查明矿产资源潜力情况及预测远景区空间布局。
(四)调整原来已确定的重要成矿区带,尤其是全国重要成矿带的低级序矿集区。
三、工作部署建议
根据经济社会发展需求,对重点成矿区带的空间布局提出工作部署建议。
(一)工作部署原则
1、坚持当前急需与长远需求相结合的原则。
2、坚持区划、区调、矿产勘查,物、化、遥,科研五统一部署原则。
3、坚持矿产远景调查、预查、普查不同层次工作协调部署的原则。
(二)基础地质工作部署
包括区调、区域物探、化探、自然重砂、遥感,成矿带区域矿产专题研究等工作。
(三)区域矿产调查工作部署
(四)预查、普查工作部署
(五)预期重大突破地区的工作部署
四、勘查技术方法论证
(一)矿产勘查总体技术路线论证
(二)矿产勘查技术方法选择论证
五、实现条件分析
(一)矿产勘查工作部署目标实现工作量测算
(二)预期成果目标:约束性指标,指导性指标
(三)经费测算
(四)勘查能力测算
第八节 未来重要矿产资源探明趋势及资源基地战略布局预测
一、未来矿产资源探明趋势分析
(一)近期资源探明趋势分析(3-5年)
(二)中长期资源探明趋势分析(10-20年)
(三)内容:分矿种(组)、新增资源量及其空间布局
二、未来资源基地战略布局预测
(一)中期资源基地战略布局预测
(二)远期资源基地战略布局预测
(三)预测内容:
1、分矿种或矿组
2、在新增资源量基础上产能增长预测
3、资源基地空间战略布局预测
第四章 技术路线
第一节 工作思路和工作原则
一、工作思路
全国矿产资源潜力评价工作是我国矿产资源方面一次重要的国情调查,总体思路是以科学发展观为指导,以提高我国重要矿产资源对经济社会发展的保障能力为目标,充分开发应用已有的地质矿产调查、勘查、多元资料与科研成果,以先进的成矿理论为指导,使用规范而有效的资源评价方法、技术和各类基础数据为支撑,以中国地质调查局各单位已开展的资源评价工作为基础。采取政府部门指导,中国地质调查局组织实施,专家主导,产学研相结合的工作方式,全面、准确、客观地评价我国重要成矿区带内的矿产资源潜力,以及空间布局。预测未来10-20年我国重要矿产资源的探明趋势,推断开发产能增长趋势,矿产资源开发基地的战略布局。为更好地规划、管理、保护和合理利用矿产资源,也为部署矿产资源勘查工作提供基础资料,为国家编制中长期发展规划提供科学依据。同时通过工作提高对我国区域成矿规律的认识水平,完善资源评价理论与方法,并培养一批科技骨干及工作队伍,据此确定项目的具体目标和实施的技术路线。
二、工作原则
全国矿产资源潜力评价工作是一项需要发挥各方面积极性,创造能力的庞大的系统工程。总体工作原则是:坚持解放思想、实事求是、尊重地质工作规律的原则;坚持一切从国家整体利益出发,立足当前,着眼长远,统筹全局,兼顾各方的原则;坚持“统一组织、统一思路、统一方法、统一标准、统一进度”的原则;坚持实行项目分类分级管理,发挥各方面积极性和优势,充分发挥各省(区、市)地勘单位的作用,产学研相结合,融合协调、和谐的原则;坚持既要自主创新,符合我国国情,又可进行国际对比和交流的原则。
第二节 技术路线
全国矿产资源潜力评价工作总体技术思路为:以成矿理论为指导,加强区域成矿规律研究,加强与成矿有关的基础地质研究工作,最大限度地深入分析地质构造的成矿信息,以Ⅲ级成矿区(带)为单位,深入全面总结主要矿产的成矿类型,研究以成矿系列为核心内容的区域成矿规律;全面利用物探、化探、自然重砂、遥感所显示的地质找矿信息;运用体现地质成矿规律内涵的预测技术,全面全过程应用GIS技术,在定性和Ⅳ、Ⅴ级成矿区内圈定预测区基础上,实现分省、全国资源潜力预测评价(资料截止时间为2005年底)。
一、加强区域成矿地质背景研究工作
(一)成矿地质背景研究工作是矿产预测的基础工作
1、成矿作用是地质作用的组成部分,也是地质作用的产物,从某种意义上讲,出于经济目的考虑,把某些具有特殊经济意义的岩石、矿物称为矿产。因此区域成矿地质背景研究工作是矿产预测的基础工作,主要目的是研究成矿作用和地质作用的关系,把成矿作用研究融合到地质作用研究过程之中。
现代成矿学研究表明,成矿作用在空间上经常产生于各类地质构造的边缘部位以及变异部位。重要的矿产主要分布在板块与板块不同组成部位的结合带或者边界地带。在时间上一般与地质构造转换阶段密切相关,矿产地一般成群、成带分布,成矿带的规模和地质构造边缘带和变异带相当。因此地质构造特征的研究工作是矿产预测工作的基础,也是必需的途径。
2、区域矿产预测工作一般情况下是在已经开展区调工作的基础上进行,成矿地质构造背景研究工作通常是在区调工作基础上对工作区内的侵入岩、火山岩、变质岩、变形构造进行专题工作,获取与成矿作用有关的信息。对地层进行岩相古地理和沉积建造古构造研究,对火山岩进行火山岩相构造研究,对侵入岩进行岩浆建造构造研究,对变质岩进行变质作用及变质构造解析研究,通过以上研究工作获取对地质作用过程的基本认识,最后进行地质构造综合研究工作,分析有利于成矿的地质构造环境,编制综合地质构造图件,进一步说明地质构造特征,分析有利于成矿的地质构造。
(二)应用大陆动力学理论指导地质构造背景研究工作
2005年我国陆域已全部完成了1:20万、1:25万区调工作,为开展区域成矿地质背景研究工作奠定了坚实的资料基础。自地调局成立以来,开始全面推行造山带非史密斯地层填图方法,从此造山带大地构造相的概念被广泛应用于地质填图领域。解决了大陆动力学理论在区调工作中的实践应用问题。青藏高原及其周边地区,110多万平方公里面积空白区就是按照新理论,新方法完成了1:25万地质填图。同时针对我国早期已完成1:20万区调的地区部署了应用大陆动力学理论指导的1:25万区调图幅修测工作,在主要构造带完成了一系列地质走廊带的填图工作。目前大陆动力学理论在区调工作中得到广泛应用,因此已具备按照大陆动力学理论,全面更新我国地质构造综合图件的条件了。本项目将完全以大陆动力学理论为指导,应用1:20万或1:25万区调原始资料,针对矿产预测工作的实际需要编制分省及全国统一的新一轮综合地质构造图,更新上世纪80年代完成的分省及全国综合地质构造图,同时将运用GIS技术编制与地质构造图相配套的表达地质作用过程的各类辅助图件。
(三)地质构造背景研究工作,为解决预测工作中的技术难点提供了途径
应用矿床模型法是矿产预测,尤其是定量预测的首选方法。但是应用矿床模型法开展矿产预测评价工作遇到的关键技术难题就是已知矿床模型的信息和预测区的信息不对称。一般情况下预测区不具备矿床模型所特别具备的各类矿化特征及成矿规律研究的精细信息,这是不可回避的地质模型法预测的技术瓶颈。当前国外同行也在采取不同的技术途径加以突破。从我国国情实际出发,我国的区调工作是按照统一的技术标准,完全按规范化要求经过严格的验收程序完成的。从理论上讲已经完成的1:20万或1:25万区调图幅,其资料信息水平大体上是相等的,因此已知矿床模型的成矿地质背景的信息和预测区的成矿地质背景的信息是对称的。开展地质构造背景的精细研究可以在相当程度上解决地质模型法矿产预测的技术瓶颈。可以作如此比喻,在生长着各种果树的果园里要找到苹果,首先应该找到苹果树。如果再辅以其他各种信息,可以突破信息不对称的技术难题,因此地质构造背景研究的精细程度,直接决定了矿产预测的准确程度。
(四)地质构造背景研究工作必须突出重点,适应各成矿区(带)的地质条件
地质构造背景研究工作的目的是为矿产预测服务,因此也应服从于矿产预测的需要。对于任何一个地质构造单元,成矿作用一般都是和特定的沉积、构造、岩浆等地质作用有关,不可能和每一种地质作用都有关。因此地质构造背景研究工作应该在对已有成矿规律认识的基础上,根据不同矿种,与不同矿床类型、不同控矿因素的关系,针对与成矿作用有关的地质构造问题开展深入研究。例如对煤炭、锰、钾、磷、菱镁矿等以沉积为主的矿产以及其它矿产中沉积矿床类型,应侧重研究岩相古地理及沉积建造古构造等内容;对铬、镍、钨、锡等矿产应侧重研究岩浆建造构造等内容。本次工作要求对地质构造进行深入研究。根据对地质构造精细划分的结果,在Ⅳ、Ⅴ级成矿区内圈定预测远景区,一般依据大地构造块体(亚相)圈定Ⅳ级远景区,块体内的建造圈定Ⅴ级远景区。应当说明一点,矿产预测工作除了依据对区域成矿规律的现有认识以外,还应注意进行全球对比,努力发现新地区、新类型、新矿种,要有探索性创新思维,突破固有的“模式”思维。尤其是对我国中东部工作程度较高的地区,应突出这种指导思想。
二、科学开展物探、化探、自然重砂、遥感多元信息分析
自上世纪七十年代以来,在矿产预测工作中已经普遍重视利用物探、化探、自然重砂、遥感等多元信息,其基本工作方法一般基层地勘单位都能够得到广泛的应用,本项目就科学利用物探、化探、自然重砂、遥感等多元信息提出如下技术思路:
(一)物探、化探、自然重砂、遥感多元信息研究工作基本思路
多元信息研究工作由两部分组成:第一部分是在成矿地质构造背景研究过程中,对地质构造研究的多元信息分析。在地质构造研究以及物探、化探、遥感资料进行地质构造推断解释的基础上开展综合信息地质构造研究工作,其成果集中体现在以综合地质构造图为底图的综合信息地质构造图中。第二部分是在成矿规律研究过程中对矿化信息的综合分析;在矿床特征研究以及物探、化探、自然重砂、遥感等微观特征研究基础上建立找矿模型。在矿产预测过程中通过对物探、化探、自然重砂、遥感等局部异常的分析研究直接确定为找矿信息,提供矿产预测依据,其成果直接体现在成矿规律与矿产预测成果图件中。
(二)物探、化探、遥感资料的综合信息地质构造研究工作
1、综合信息地质构造研究工作的研究方式,是以地质构造研究结果结合地球物理、地球化学、遥感影像推断解释的地质构造内容通过综合分析、去粗取精、去伪存真,实现在地质构造研究成果资料的基础上结合物探、化探、遥感有关地质构造推断解释信息的科学集成。
2、综合信息分析工作,应充分考虑不同专业获取地质构造信息的方式和途径,在信息取舍时应当在反映地质构造时间演化、空间分布、物质组分特征方面坚持扬长避短的原则。地质填图获取的信息是通过野外实地观察,并采取取样、化学分析手段,一步步经过思维加工而获得对地质构造特征的认识,具有直接、全面、系统的特征。但是存在着主观判断上的偏颇,以及通过点线获取数据信息的局限性。区域物探的推断解释主要依据地质体客观存在的物性特征,区分不同类型地质体,可以判断地质构造的空间特征,尤其可以判别区域地质构造格架。通过定量反演可以定量计算深部特定物性地质体的埋深、形状和范围。但是由于其信息获取主要通过物性差异间接推断解释,因此存在多解性。区域化探资料主要通过化学元素组分而推断地质构造物质组分及其空间分布。因此能用于反映不同化学元素组分的地质体的存在。但是由于是水系沉积物数据,因此判断地质体空间分布的精细内容及构造界限的确切位置存在较大的局限性。遥感资料在反映地质构造空间特征方面信息量大、直观,但由于受地表植被或第四纪堆积物大面积覆盖区的影响,其对深部构造的揭示存在明显的局限性。在研究地质构造时间、空间、物质组分特征中,地质、物探、化探、遥感都有其各自特点;多元信息分析工作应根据各专业的特点,在地质研究的基础上对物探、化探、遥感的推断解释结果进行分析取舍、扬长避短,实现互补。
3、应用物探、化探、遥感多元信息进行地质构造研究过程中,必须注意三种情况:第一种情况必须坚持以地质观察为基础,根据地质观察而获取的区调资料是地质构造研究的基础资料。所有多元信息研究都必须在此基础资料上进行补充、完善、延伸和修正。仅管地质填图获取的地质构造信息存在一定的局限性,或者由于地质学家对地质现象主观判别描述失真而存在偏颇性,但是总体上是地质构造的直接信息,因此不能以物探、化探、遥感获取的间接推断信息取代地质信息,更不能应用抽象化的非地质概念取代地质概念。第二种情况,必须坚持以物探、化探、遥感各专业本身的学科理论原理为依据进行地质解释,避免把特定条件下的推断解释方法泛化为无条件下的推断解释,把推断解释工作简单化,造成违背本学科原理的错误推断。第三种情况:必须坚持实事求是的科学原则,首先应按照本学科的原理进行推断地质解释,然后再进行跨学科的综合分析,进行取舍。坚决杜绝一开始就参照地质图内容进行主观演义性推断解释。
(三)物探、化探、自然重砂、遥感异常找矿信息研究
物探、化探、自然重砂、遥感局部异常是重要的直接找矿信息,其意义十分重要。
1、物探异常找矿信息研究:物探异常找矿信息判断具有间接性和多解性,本项目物探资料主要应用航磁、航放、重力三种数据,航磁主要应用1:5万、1:20万、1:50万、1:100万比例尺资料,直接作为铁矿以及具有磁性矿物的矿床类型的找矿信息。航放数据比例尺为1:5万、1:20万,主要用于铀矿找矿。本次工作要求对物探资料进行精细研究,特别强调,通过对局部异常进行定量反演。采用已知到未知类比法,定性判断矿化信息,通过定量反演判断异常源的位置、边界、埋深和产状。一般物探解释和定量反演都存在多解性,因此必须利用已知地质资料、探矿工程资料、化探资料,加以约束,尽量排除多解。物探异常找矿信息研究应尽量使用比例尺较大的资料,凡是有1:5万比例尺的资料,都要尽量应用。
2、化探异常找矿信息研究:化探资料应用具有直观性。直接反映了各种矿(化)体的空间分布及与之相关的成矿元素或伴生元素。通过局部异常的圈定,单元素异常及综合异常组合及分带分析,可以判断引起异常的矿种、矿床类型以及矿床的估计规模,也是预测资源量的重要依据。因此化探异常找矿信息研究十分重要。
由于化探异常找矿信息的重要性,因此特别得到人们关注,国内外学者对化探数据处理提出了很多方法,并被广泛应用。目前大量使用的异常圈定方法,区域异常和局部异常区分的方法,综合异常的评价方法,各类数学计算方法,都已得到了广泛的应用。归纳起来主要针对五方面的作用,一是区分区域异常和局部异常,圈定局部异常;二是根据单元素异常确定不同元素的关系确定组合或离散;三是针对大范围区域异常中排除干扰,突显出局部异常;四是针对在弱异常中强化显示局部异常。五是对局部异常进行分类排序。各类数据处理方法也是分别在以上各方面起作用,某一种方法不可能达到全部目的。因此在数据处理方法选择时必须根据该方法的原理特点具有明确的目的性和针对性,不能无目的地认为方法越多越好,越复杂越好。本次化探异常解释,突出进行针对性的精细处理,尽量选择排除干扰的人工智能方法。
化探异常找矿信息研究,由于其直观性、普及性因而也出现了简单化的现象。本项目实施过程中强调以下几点:第一,特别注重地理景观的研究,由于地理景观的差别,在采样方法有效性,异常评价方法,数据处理方法确定等方面都是不同的,因此必须按照不同景观条件选择评价方法体系。第二,目前化探数据主要采用水系沉积物为主的方法,该方法存在位移偏差,因此汇水盆地的划分以及原始点位的分布在异常评价工作中十分重要。第三,根据异常圈定、元素相关性确定、排除干扰、突出低缓异常、异常排序选择针对性强的精细数据处理方法。第四,化探异常评价工作必须密切结合地质成矿条件,避免就异常论异常。
3、遥感异常的找矿信息研究:遥感地质找矿信息研究长期以来主要以线、带、环、色、块遥感影像信息为依据,进行地质构造解释,以及间接类比分析找矿信息。自上世纪九十年代中期以来,遥感异常找矿信息研究方法得到迅速发展和普及,利用遥感普通影像数据量化处理直接获取地表蚀变岩石的矿化指示信息。利用岩石中金属阳离子(Fe2+、Fe3+、Mn2+等)和阴离子基团(如H2O、OH-、CO32-)的光谱反映,应用普通的TM、TEM数据直接提取遥感异常信息,推断蚀变矿物的空间分布,提取直接找矿信息。目前这种方法对于荒漠地区、裸露地区已经取得了很好的找矿效果。本项目除了按照传统方法完成地质构造解释工作以外还将以遥感异常研究为主要手段,同时辅以线、带、环、色、块地质构造解译的间接类比分析法,进行直接找矿信息研究。遥感异常蚀变信息研究对于植被覆盖地区一般不适宜使用,因此还需要使用传统的间接解译推断找矿信息。
三、以成矿系列为核心内容的成矿规律研究工作
成矿规律研究工作是矿产预测的主要工作内容,也是不可分割的组成部分,互为因果。成矿规律研究工作就是将地质构造、矿产勘查、矿山开采等资料以及物探、化探、自然重砂、遥感所显示的地质找矿信息,运用科学的方法有机的联系起来。总结矿产的时间、空间、物质组份分布规律,形成规律,并据此预测未发现的新的矿产地的空间分布、矿种、规模、数量。本次总结研究工作以Ⅲ级成矿区(带)为基本单元,进行省(区)及全国汇总。
(一)成矿规律研究工作以成矿系列理论为指导
上世纪七十年代程裕淇、陈毓川院士等创立了成矿系列理论。又于2005年完成了《中国成矿体系与区域成矿评价》,这是我国最新最全面最系统的成矿规律研究成果。进一步完善了成矿系列的理论,提出了成矿体系的概念。本项目成矿规律研究工作将以成矿系列理论为指导,2005年项目研究成果是在各省(除西藏外)成矿体系研究成果基础上进行全国统一汇总后的成果。各省的资料比较全面、系统。因此本项目以2005年研究成果为基础。已进行过上一轮研究的各省(区)在此基础上,按本项目要求进一步深化研究,完成本次成矿规律研究工作。
(二)合理划分不同级别的成矿区(带)
2005年完成的《中国成矿体系与区域成矿评价》研究成果,分出五个序次的成矿区(带):成矿域、成矿省、成矿区(带)、成矿亚区(带)、矿田。提出了前三个序次的划分意见。本次研究以此为基础,对成矿区(带)的划分,各省(区)结合本省情况可提出修改意见,进一步完善。对成矿亚区(带)及矿田的划分由各省(区)根据地质成矿条件进行划分。同时不同矿种(组)将划分不同的成矿区(带)。
(三)成矿地质构造环境是区域成矿规律研究的基础