“深部综合信息矿产资源预测评价”专辑特邀主编寄语

深部综合信息矿产资源预测评价研究是地球系统科学研究中最具有交叉学科性质的领域。随着地表矿、浅部矿、易识别矿的日益减少,地质找矿工作逐步向第二深度空间发展。深部矿产资源三维预测已成为当前成矿预测研究的重点领域,地质学家们经过长期的持续研究,在该领域取得了一系列重大成果与重要认识。《地球学报》集中在2020年第2期刊发15篇文章作为“深部综合信息矿产资源预测评价”专辑,专辑涵盖了三个方向的研究成果:(1)矿产资源三维预测;(2)地质调查与研究;(3)地质、地化数据处理方法等。这些工作主要涉及矿产资源预测评价的两个方面,即预测方法和成矿规律,具体包括深部构造三维重建技术方法、同位素定年及示踪在成矿规律研究中的应用以及地球化学异常信息机器学习提取方法等方面的内容。本文将简要介绍收入本专辑论文的研究工作,对深入研究和认识深部综合信息矿产资源预测评价提供一定参考价值。     

广西某锡矿地质-地球物理模型及成矿预测研究

根据广西某锡矿的矿床地质特征及地球物理特征,建立了矿区的地质-地球物理模型。结合地质-地球物理模型及CSAMT法测量结果,推断了隐伏岩体顶界面及矿化富集规律。钻孔验证结果与物探推断结果基本一致,证实了CSAMT法在本矿区深边部找矿的有效性,所建地质-地球物理模型对本矿区成矿预测具有一定指导意义。     

“三联式”成矿预测新进展

随着信息技术的发展 ,矿产勘查已步入数字化、定量化研究的新阶段。“三联式”成矿预测以地质异常分析为基础 ,以成矿多样性分析与矿床谱系研究为指导 ,将地质异常、成矿多样性及矿床谱系 3方面定量化研究紧密结合形成矿产预测及定量评价的切入点 ,是实现“数字找矿”的创新探索。文中对“三联式”成矿预测的基本理论进行了论述 ,结合在固体矿产和油气资源预测评价中的最新研究成果 ,重点论述了“三联式”成矿预测中的地质异常动态演化解析思路和“5P”靶区逐步逼近法。研究认为 :不同时期地质异常各自包含的矿产类型、组合特征与资源潜力等均有明显差异 ,应用地质异常动态演化的解析思路与方法 ,有效提取与相应成矿事件密切相关的致矿地质异常 ,是提高预测成果科学预见性的关键。并且 ,随着“三联式”成矿预测研究的不断深入 ,找矿信息由少到多 ,找矿范围由大到小 ,靶区级别由低到高 ,找矿成功概率逐步增大 ,勘探风险逐步降低。“5P”靶区圈定 ,从 1P到 5P依次研究目标内涵增大、外延减小、预测对象 (矿产种类及成因类型 )渐趋明确。     

地球深部物质和能量交换的动力过程与矿产资源的形成

地球深部物质与能量的交换和深层动力过程这一科学问题的提出,乃是近年来地球科学发展与逐步向量化“进军”的必然,它是探索一系列地学前沿课题的基础。地球表面所见到的一系列地球物理场异常,地质构造格局,地球化学组分变异,无一不受到地球内部物质与能量的交换和深层动力过程的制约。如地球圈层的形成与演化,大陆伸展与裂谷,资源与能源等,均为深部物质运移和物理学、化学效应及地质构造耦合的产物。本文讨论了金属矿产资源与地壳、地幔结构及深部物质运移的动力学响应。通过几个典型矿床和其形成要素分析了成矿作用的深层动力过程。文中主要讨论了五个方面的问题:第一,金属矿产资源成矿和分布与地壳、地幔结构及深部物质运移和成矿带。第二,金的形成与深层过程。第三,金属矿床的形成、演化和分布与深部物质及能量的交换。第四,地幔热柱与成矿作用。第五,地球内部深层动力过程与流体运移和必须深化研究的几个问题。     

河南栾川西沟铅锌银金矿床三维地质建模与深部找矿预测评价

随着矿区浅部矿的日益减少,深部找矿越来越受到重视,三维地质建模技术在成矿预测、资源定量评价等方面得到了广泛的应用。本文利用三维地质建模平台GOCAD中的三维建模技术及地质统计学等方法,基于收集测试得到的地质图、钻孔和采样点的地层、岩性、构造、品位等数据,构建了西沟铅锌银金矿区的三维地质模型,包括断裂构造模型、矿体模型及地层模型等,并且通过离散光滑插值及克里金插值等方法建立了西沟铅锌银金矿区的三维属性模型,完成了矿区3处找矿预测靶区的圈定与评价。基于地质认识及建立的矿区三维地质模型的研究认为:(1)该矿床的找矿有利标志主要为地层、构造、辉长岩以及品位指示等4个方面;(2)基于三维地质建模技术的找矿预测方法科学有效;(3)S139矿体的中部及东南部深部仍有找矿潜力。本文能够为将来的深部找矿突破提供一定的参考依据。     

基于数字矿床模型的陕西潼关县Q8号金矿脉西段三维成矿预测

陕西省潼关县桐峪金矿区Q8号矿脉是小秦岭为数不多的几个大型矿床之一.经过多年的开采和利用,目前该矿的地表矿和浅部矿已基本被采空,资源出现短缺,鉴于此,如何开展深部的三维矿产资源预测与评价成为当今技术研究的热点.将传统的二维找矿方法拓展到三维空间上,从三维角度实现金矿的深部地质定量化信息的可视化,运用三维空间的找矿标志变量进行深部隐伏矿体的三维预测,并根据预测结果的大小圈定了有利成矿区4处,从而为整个潼关地区的金矿资源开发提供科学依据,也为隐伏矿床的研究提供新的思路.     

黑龙江省滨东地区Cu-Pb-Zn-W-As-Sb-Bi-Au-Ag地球化学块体矿产资源潜力预测

黑龙江省滨东地区是著名的铜铅锌钼成矿带.以金属活动态测量法进行的超低密度地球化学调查圈定的滨东地球化学块体为基础,运用成矿可利用金属量定量评价模型与方法对该块体的Au、Ag、Pb、W等矿产资源潜力进行了预测,预测结果远远大于该区已发现矿床的总储量,说明预测结果是合理的.预测结果对进一步开展矿产勘查工作具有参考和指导作用.     

3D Positional and Quantitative Prediction of the Xiaoqinling Gold Ore Belt in Tongguan,Shaanxi, China

Quantitative prediction of deep orebody based on 3D visualization technology is of great significance in mineral exploration. Based on the 2D traditional quantitative predicting method, the geoanomaly theory and the mineral exploration model idea, we constructed 3D models of the topography, strata, structure, magmatite and prospecting engineering of the study area using the commercial 3D modeling software Micromine, delineated eight prospective areas and estimated the gold resources amount with methods of Abundance Estimation and Volume Estimation. Then, we compared and counted the known ore blocks and the predicted blocks, which quantitatively explains this prediction’s validity. The results show that Xiaoqinling gold belt in Tongguan has convincing potential for gold development and utilization and the prediction method based on 3D visualization technology proves to be effective.     

西太平洋副高形态指数的分解重构与集成预测

用小波分解和自适应神经模糊推理系统(ANFIS)相结合的方法,建立了西太平洋副热带高压形态指数月、季时间尺度的集成预报模型。由于小波分解可在信号的频域—时域内自由伸缩,准确地分解和重构带通、低通信号,因而能将复杂的副高指数时间序列分解为相对简单的周期分量信号,既简化了系统结构,又突出了信号特征。随后基于ANFIS模糊系统的非线性、容错性、自适应性和联想学习功能,建立各分量信号的独立预报模型,最后对分量预报结果进行集成。试验结果表明,该方法在保留预报对象主要特征的前提下,有效降低了预报难度,预报准确率和预报时效均较传统方法有明显的改进和提高。