"国际数学地质协会2002年会"综述

“国际数学地质协会2002年会”于2002年9月在德国柏林召开。会议共设18个专题：地质统计建模与不确定传播;地质统计模拟;多变量地质统计学和数据同化;GIS与地质统计学的桥接和结合;地质学中的统计方法;数学地质研究;共用的与可移动的GIS的发展和应用;地质建模和因特网展示;地球科学数据标准、词典与技术的发展和现状;空间数据;地球科学中的球状问题;成分数据分析：理论与实践;石油化学与物理数据的统计学;分析与多得分形;外生动力学和岩石圈沉积物覆盖;地壳地球化学建模和物理化学过程;环境保护定量模型：地质环境相关预测;水文地质学：地下水监控与质量评价。围绕这18个专题,介绍了国际数学地质研究的主要进展,即反映了国际数学地质研究的水平,也代表了21世纪数学地质的方向。     

数学地球科学跨越发展的十年:大数据、人工智能算法正在改变地质学

近十年是科学研究从问题驱动向数据驱动转变的转折时期,科学研究的第四范武—数据密集型科学发现应势而生.这期间,大数据与人工智能算法的引入使数学地球科学实现跨越式发展,并正在改变地质学.机器学习是使计算机具有智能的根本途径.深度学习,即多层神经网络的方法,是一种实现机器学习的技术,是过去几年大数据与数学地球科学研究的最重要的热点.贝叶斯网络是贝叶斯公式和图论结合的产物,可用来建立矿床地质的成因网络,进而理解矿床成因.地质大图形问题可以转化为大型的复杂网络空间问题和社区结构问题,社区分析技术可用于地震预报、地质网络分析、特殊地质现象识别、矿床预测.关联规则和推荐系统算法在地质研究中已有成功的应用实例.化探数据及其异常经常包含复杂和非线性模式,深度学习在智能识别与提取复杂地质条件下地球化学异常具有优异的能力,卷积神经网络、堆叠自编码机等是较为常用和有效的方法.非线性矿产资源预测、基于GIS和三维地质建模的三维成矿预测及相应的软件系统得到持续改进.三维虚拟仿真建模技术的应用实现了多模态、跨尺度地学虚拟现实与多维交互,地质过程数值模拟等已有创新性进展.区块链技术以及OneGeology、玻璃地球、深时数字地球等大地质科学计划,将在整合全球地质大数据、共享全球地学知识、推动数学地球科学学科发展方面起到重大的推动作用.     

“模式找矿”与“非模式找矿”

本文强调了应研究总结已知矿床及其地质背景的地质、地球物理、地球化学特征,建立找矿模式.提出在利用这种模式指导找矿工作的同时应重视另一类找矿工作,即在地质调查研究程度较高地区找新类型矿床、新种类矿产以及新产出条件的矿床;或者是在地质调查研究程度不高的地区开展找矿工作.在这些情况下找矿对象的具体特征并不清楚,很难选定哪一种具体找矿模式作为找矿工作的依据,如果仅仅按照“模式找矿”思路部署工作并不合适.作者建议加强这方面的研究,从更广泛的成矿地质背景上探讨这类找矿问题的特点、规律,以指导找矿工作.作者称这种找矿思路为“非模式找矿”,以示和“模式找矿”相区别.     

不同地质统计方法在确定渗透系数场中的对比研究

应用地质统计方法研究渗透系数场的空间变异性。利用MMR含水层场地实测数据,通过去类分析、特异值处理、正态变换,逐步逼近研究区渗透系数的稳健变差函数,得到三维渗透系数场的几何各向异性套合模型。在此基础上,采用普通克里格法和指示克里格法、高斯序列模拟法和指示序列模拟法分别对数据进行插值和条件模拟。最后结合具体的地质条件,对四种方法在渗透系数场生成中的应用进行对比分析和评价。     

黑龙江黑河长岗山西钼矿床地质特征及成因机制

在对黑龙江黑河长岗山西钼矿区域地质背景及地质、地球物理与地球化学特征描述综合研究的基础上,利用地质、物探和化探等相关数据,建立了钼矿综合信息找矿模型。并引入“烃碱流体”理论,从地球化学的角度,结合研究区地质特征,运用“气体爆炸”及碱交代作用,对钼矿的矿源和成因机制进行了探讨,认为印支期岩浆活动形成的台山岩体为钼矿成矿活动提供了成矿物质,黑河长岗山西的印支期花岗闪长岩中的钼矿属热液交代型钼矿。     

三维地质结构模型精度评估理论与误差修正方法研究

三维地质模型精度评估与误差修正问题已成为制约三维地质模拟技术深入发展应用的瓶颈。在综合国内外研究现状与发展趋势的基础上,提出了三维地质结构模型精度评估、误差检测、动态修正的总体研究框架。在模型精度评估方面,提出分别构建三维地质结构模型精度评估的一般理论模型、面向特定地质体的实际操作模型和地质结构构造不确定性的三维空间分布模型的研究思路,指出应重点研究地质实体自身特性、三维地质建模方法对三维地质结构模型精度的影响,解决由一般地质界面的内插误差和特殊地质体的外推误差引起的精度评估问题。在模型误差修正方面,提出基于建模初始数据的模型误差修正方法和基于建模中间结果的模型误差修正方法,在具体实现时,引入“数据 模型的可视化交互技术”。这些研究成果为建立一套完整的三维地质结构模型精度评估与误差修正的理论体系和方法体系奠定了基础,有助于完善复杂地质条件下三维地质模拟的方法与技术。     

2002年度国家自然科学基金项目指南（地球科学部分）

国家自然科学基金委员会从1999年起将原先“项目指南”分为“项目指南”“申请指南”2册出版，前者为每年出版，后者为不定期出版，大致为2~5年更新一次。有关各类基金申请事宜、各科学部和学科综述及资源范围见“申请指南”，这里仅刊出指南中“地球科学部分”一章，编者注.     

物探找隐伏矿的几个技术问题

本文就物探”直接“找矿和”间接“找矿建立了相应的概念;论述了建立地质-地球物理模型的必要性,指出模型与模式是不同的概念,并提出了建立模型的步骤及流程;根据矿床的物性特点及埋深的不同,提出四种物探找矿方案、具体任务和可采用的方法,为找深部矿提出用物探立体填图加井中物探的方案.     

内蒙古白音高勒有色金属矿区基于DIMINE的三维地质建模及矿产储量估算

为提高矿体储量计算的精度,实现矿体的可视化建模和储量计算,以内蒙古白音高勒有色金属矿区为例,提出普通克里格法可视化的计算方法。根据矿区的地质勘查资料,结合DIMINE数字矿山软件建立矿床地质数据库,构建了可视化的矿体三维实体模型,基于地质统计学原理,筛选出钻孔样品数据并对其进行组合,根据组合后样品的统计分布特征,构建了矿区变异函数模型,并对矿床内矿体的品位进行赋值计算,采用普通克里格法进行空间插值,较为准确地计算了该矿床的矿产储量,降低了计算误差,为矿山资源储量管理和开发利用提供了一定的参考。     

西藏铁格隆南铜(金)矿床三维模型分析与深部预测

铁格隆南铜(金)矿床是近年来在班公湖-怒江成矿带西段多龙矿集区新发现的超大型Cu(Au-Ag)矿床。本文针对铁格隆南矿区深部找矿问题,以现代成矿地质理论和多元地学信息综合分析技术为支撑,以构建矿床找矿模型为指导,依托数据库技术、3S技术、三维建模与可视化技术及地质统计学理论与方法,开展基于矿产地质、地球物理、地球化学等成矿条件及找矿标志的三维地质实体建模与矿化异常三维空间重构,将铁格隆南矿床的预测评价研究拓展到三维空间,揭示了区内成矿地质特征、地球化学及地球物理异常表征,据此探讨了矿床的成因及矿体分布特征。并在此基础上,开展了矿区的地质-地球化学-地球物理综合信息分析与预测评价,以期减少单一信息多解性和成矿条件不确定性,为铁格隆南矿区深部找矿工作提供参考。研究结果表明:在地质找矿模型指导下,基于深部成矿空间三维结构重构基础上的三维地质、地球物理、地球化学异常信息提取与综合分析,可以有效的识别成矿地质体和矿致异常信息,实现深部矿产资源靶区空间定位预测,为深部找矿预测研究提供了新思路。综合分析结果显示铁格隆南矿床深部找矿潜力巨大。     

地球物理勘查技术应用研究

随着我国国民经济的快速发展,矿产资源需求与保障能力之间的矛盾日益突出,金属矿勘查已成为当前地质工作的重要任务.找矿深度的不断增加,使得找矿难度也随之加大,这就为地球物理勘查技术提供了发展空间.本文对高精度航空磁测技术、航空电磁测量技术、航空放射性测量技术、航空重力测量技术、地面电磁测量技术、井中地球物理测量技术、金属矿...     

物化探技术进步及其在甘肃地质勘查中的应用

甘肃省物化探工作起步早,资料丰富,成果显著。文章力求全面系统总结物化探方法在甘肃区域地质调查、矿产勘查中的技术进步和成果,反映物化探工作程度。文章提出,随着科技发展,物探仪器实现了数字化,数据采集及数据处理自动化,工作效率和勘探效果得到显著提升,逐步朝着仪器轻便化、自动化、高精度、高效率方向发展。工程物探转向城市无损桩基检测、地下管线探测、地下采空区和地裂缝探测、边坡稳定性评价、地下水污染检测等领域;低密度地球化学测量在甘肃北山地区进行试验研究;深穿透地球化学技术、构造叠加晕方法在西秦岭铅锌、金矿区进行试验,取得新进展;1:5万矿产远景调查中物化探方法得到大量应用,其服务领域不断扩大,成为找矿突破重要方法工作。     

成矿模式与找矿模式研究的现代科学技术

为保障资源的可持续发展,地下深部资源勘探与开发是当前国内外许多国家重要的战略选择。地下深部是否存在优质矿产资源研究是开展深部找矿的前提。理想的成矿模式对指导找矿模式的构建具有重要的理论意义,而合理找矿模式的建立对于深部找矿具有重要的指导意义。随着现代科学技术的持续发展,各种新技术不断用于地质研究及勘探中,使深入理解成矿作用,建立理想的成矿模式成为可能。目前,一些新技术如矿物原位U-Pb定年、原位成分、原位同位素分析等在成矿模式研究中已发挥重要作用,指导人们重新建立新的成矿模式;同样一些地球物理探测技术、地球化学探测技术等也正在找矿模式的建立中发挥重要作用,为深部矿的找寻提供更可靠的依据。因而成矿理论及综合地球物理、综合地球化学等现代科学技术的应用是当前及未来深部矿找矿工作的趋势。     

电磁综合方法在辽宁本溪白水地区钼矿勘查中的应用

白水地区钼矿床埋藏深度较大,地表没有矿化露头.在这种情况下,对钼矿化体发现与勘查只能依据物化探方法.从已有的电、磁资料出发,与同时开展新的电磁法工作相结合,以多种方法优势互补与综合使用,较好地探测深部地质构造,为本区钼矿攻深找盲、外围扩大提供了有效技术手段.     

深部矿产资源立体地球化学勘查方法技术体系

深部矿产资源的勘查是战略性矿产资源勘查的一个重要方面。找矿实践证明，化探方法技术在矿产勘查乃至深部找矿中发挥了重要的、不可或缺的作用。找矿工作的不断深入和找矿难度的不断加大，促使化探方法技术不断的发展和完善，在传统方法技术的基础上，研发出了许多新的方法技术。本文从方法论和系统论的角度出发，对现有的找寻深部隐伏矿盲矿的有效化探方法技术进行了系统的归纳和总结，提出了立体地球化学勘查方法技术体系的概念，将立体地球化学勘查方法技术划分为地面地球化学测量方法技术和地下地球化学测量方法技术，建立了深部矿产资源立体地球化学勘查方法技术体系。不同的方法技术有不同的优势和不同的适用条件，实际工作中应当根据不同的勘查阶段，不同的勘查目的和不同的地质地球化学条件选择不同的立体方法技术组合才能发挥出最大效益，取得最大效果。     

地矿部物探发展四十年

本文概要回顾了地矿部物探四十年经历早期创业、发展壮大、全面发展三个阶段。队伍达到4万余人的历史。方法上由三类四种基本方法增加至六类40余种常用的方法,一些已跨入国际先进行列。四十年物探圈出了数以百计的油气构造及油气田,勘查出数以千计的金属矿和非金属矿的矿产地,完成了数以万计的水源地与工程环境物探项目,提出了一大批基础地质和深部地质问题的新认识;圈出了近海四个海域油气远景区,并开发了远洋海域大地构造的研究。四十年物探技术方面形成或建立起第二代航空物探技术系统,区域重力调查技术系统,石油地震勘探技术体系,固体矿产深部找矿的物探方法系列,水文、地热、工程、环境物探方法系列,井中物探方法系列,油气、煤田、盐类矿和水文测井系列,海洋物探技术系统,深部地球物理调查方法系列和体系,计算机应用体系。当今,我部具有一支能在空中、地面、地下、海上开展工作,方法齐全,技术配套的队伍,可胜任摆在我们面前的重点工作,即保证区域物探开展,加强急缺矿产物探普查,拓宽水文、工程、环境物探工作领域,大力推动技术进步,努力开发技术市场。     

福建省何宝山金矿床成矿地质条件分析与找矿预测

何宝山金矿床具有构造破碎带蚀变岩型金矿床的重要特征.剪切断裂构造带对金矿化具有严格的控制作用.文章主要介绍在矿区开展的地质、物探、化探综合找矿预测工作,通过对该矿床进行成矿地质条件分析、物探电法测量以及化探新方法测量,对何宝山金矿床深部及外围的成矿潜力进行了综合评价,为矿区下一步的找矿工作指明了方向.     

分形奇异(特征)值分解方法与地球物理和地球化学异常重建

地球物理和地球化学异常是找矿的重要依据.地球物理和地球化学异常取决于地层、构造在成矿时间上的多样性与空间上排列、叠置的复杂性.地层、构造因素是构造、岩浆、沉积与成矿地球化学等多种动力学过程的综合反映.这些岩石和构造的因素以及动力过程相互渗透和影响决定了最终地质、地球物理与地球化学场.本文提出的在GIS环境下实现的分形奇异值分解(MSVD) 异常重建方法, 不仅可以提取地球物理和地球化学等异常, 而且能够进一步刻画其中的线性和环状构造、细微的局部纹理结构特征.该方法首先对地球物理和地球化学等网格数据进行二维矩阵的奇异值分解, 之后用左特征向量矩阵与右特征向量矩阵的直积构造一个正交完备基.地球物理和地球化学二维数据可以投影到该正交基上, 其投影系数是矩阵的奇异值.在该正交完备空间的某些子空间上对地球物理和地球化学等数据进行滤波.为了选择子空间, 本文定义了上述正交完备基中的能谱密度、能谱半径(或尺度) 与能量测度.在此基础上与空间域及频率域类比, 探讨了能量测度与能谱密度呈现分形(fractal和bifractal) 规律.利用分形关系的间断点, 设计分形奇异值重建算子, 实现对地球物理和地球化学异常的分解.以加拿大NovaScotia南部布格重力异常与As地球化学异常为例, 采用MSVD方法分解Au、Wu -Sn -U等已知矿有关的地球化学异常.发现重建异常能很好地用于解释已知矿点的分布规律.重建的地球化学异常显现了地球化学中的线状和环状异常; 重建的布格重力异常有效勾勒出原图中不易发现的纹理结构, 这些纹理结构可以合理地解释已知矿点在侵入岩体内及其周围的分布规律.应用实例表明, 该方法不仅可以从起因复杂的异常中区分出背景、异常场, 还可以识别代表了成矿源岩、流体、运移通道、赋存空间等异常因素引起的纹理、结构与构造特征.同时实现了GIS环境下交互可视化的MSVD处理与解释系统, 增强了地质异常定量分析的实用性与可操作性.      

非常规综合物化探方法寻找油气藏基础理论研究中的几个问题

评述了非常规综合物化探方法寻找油气藏领域的研究现状 .认为多年来这一领域中以应用为主的生产性科学研究项目过多强调短期行为 ,缺乏深入、系统与综合的基础理论研究 ,给方法技术的应用带来了较大的盲目性 ,制约了这一领域科学研究的发展及应用 .指出应该开展这一领域多学科的、综合的及系统的基础理论研究 .目前这一领域中值得深入研究的几个主要问题是 :油气地球化学场与地球物理场的形成机理、与烃类蚀变作用相关的岩石学与矿物学分析及与油气运移相关的岩石物理学研究等     

胶莱盆地地质解译及金矿床地质--地球物理-地球化学背景

从出露基底找金走向隐伏基底找金的新思路出发，对胶莱盆地内的地层、构造、岩浆岩运用物—化探信息和深钻资料给予深刻明晰的解译，发现其与胶北隆起区有着相似的地、物、化背景条件。指出胶莱盆地是座落在太古—元古宙基底之上的中新生代盆地，具有基底与盖层的双层结构，它们分别形成金矿的矿源层和衍生矿源层，展示了胶莱盆地的找矿前景。结合矿化信息以及典型矿床实例的地、物、化特点的解剖，指出矿化规律和控矿因素，建立了矿床地质一地球物理一地球化学找矿模型，并圈定了1：20万预测靶区以及靶区中可能出现的主要矿床类型，为进一步勘查工作指出了方向。