地质现象分形统计研究的某些进展和发展趋势

笔者系统总结了地质现象的分形统计研究中几方面的最新研究成果①矿石品位和储量的分形结构性及其分形模型的理论和实际意义;②分形在矿产资源定量预测与评价中的应用;③多重分形模型应用到空间数据和空间点的变化性研究,把分形与地质统计学结合在一起,得到一些有用的公式;④地质数据的分形插值与成图,指出"分数布朗场模型"可提高地质数据分形插值的精度;⑤分形结构因子等.最后对地质现象分形统计研究提出几点建议.     

油气资源预测统计模型及其应用

松辽盆地北部的油气勘探程度虽然较高,但仍然有一些尚未发现的油气资源。本文在对预测油气资源的分形分布模型和截断帕雷托(TSP)分布模型两种统计模型进行系统研究的基础上,结合油气藏地质规律,通过预测该区未发现的油(气)田数量及其储量规模分布,认为方法可行,结果供参考,并待实践进一步验证。得出主要结论是:分形分布模型是一种预测油气田数量和储量(资源量)的可靠方法,在勘探程度较高的盆地或区带应用效果较好,而在勘探新区应用则有一定难度;截断帕雷托分布模型相对于分形分布模型不很完善,但应用该模型进行油气资源分布预测受具体盆地地质条件的影响较小,具有应用价值。     

试论地质现象的分形统计学

基于近年来非线性科学的发展及其在地质科学中的应用，讨论了地质现象分形统计学的三个基本问题，即初始条件，临界状态和自相似性，并在此基础上阐述了地质现象分形统计学的主要内涵：地质数据的分形结构及其地质学意义，地质时空结构的自相似性及其动力学机制，地质现象的分形重建与矿床分形统计预测方法。     

石油储量分布的分形特征及其预测

以准噶尔盆地为例，应用分形理论及方法分析了石油储量分布特征，探讨了分形维数的地质含义。分形维数的大小可以作为分析含油气盆地石油勘探潜力的一种指标，分形维数越大，表明盆地的石油勘探潜力越大，并与盆地的勘探历程相一致，在此基础上进行了储量预测。从分形方法预测的探明储量和已发现的探明储量可以地而推测盆地总资源量，与应用聚集系数法计算的结果基本吻合，从而为资源评价提供了一种新方法，为勘探部署和决策开辟了一条新途径。     

克服地质统计学矿床建模中主观因素影响技术研究

精确的矿石储量估算是矿山设计、生产及管理的重要依据，地质统计学方法由于其考虑了区域化变量的结构性和随机性的二重性特征，获得了日益广泛的应用。然而，由于地质统计学方法是建立在一定假设的基础上，再加之各种主观因素的影响，地质统计学储量估算往往存在一定的偏差。在总结前人工作及地质统计学储量估算工作经验的基础上，认为影响估值精度的因素可归纳为两个方面：矿床具体条件及取样情况(客观因素)；储量计算时的处理手段和方法(主观因素)，提出克服主观因素是解决偏差产生的重要途径，对主要主观因素的影响及解决办法提出了较为详尽的论述。     

滇东地区深层次Pt-Cu-Au矿化异常定量提取与评价

滇东地区是我国Cu-Au-PGE重要的成矿远景区.采用因子分析、地质统计学和多重分形S-A滤波等方法对滇东地区复杂地质背景下的不同层次的Pt-Cu-Au矿化异常进行定量提取与评价.结果表明: (1) 因子分析结果揭示滇东地区存在3种元素组合①Cu-Pd-Co-Pt-V-Cr-Ni、②Sb-As-U-Mo、③Pb-Ag-Zn-W-Sn-As-Au, 它们分别代表了位于扬子地块的二叠纪峨嵋山玄武岩、位于华南褶皱系含碳质的沉积建造和以有色金属矿化为代表的热液矿化元素组合特征; (2) 变差函数分析表明Pt、Cu、Au含量在NE向(9°~18.6°) 上变化最连续, 元素含量变化的最大变程范围约95km; 泛克里格法揭示了Pt、Cu、Au含量在区域上变化具有明显的裂控-岩控特征; (3) 多重分形滤波法则细致地刻画了滇东地区与矿化有关的局部异常特征, 有效地提取了Pt、Cu、Au隐蔽矿化异常信息, 其结果可作为圈定Pt-Cu-Au找矿靶区的重要依据; (4) 不同的数学方法可用以解决不同层次的地质成矿问题, 因子分析和地质统计学等线性方法可研究区域成矿地质背景、揭示成矿元素及其元素组合在区域上的空间变化特征, 而S-A滤波等非线性方法能够有效提取深层次局部矿化异常信息.      

地质现象分形统计学研究的若干问题

摘 要 要发展分形理论在地质科学中的应用‚就必须加强对地质现象分形统计学的研究。 文中对地质现象分形统计学的概念、意义、内容、方法和一般步骤作一概略论述。同时‚对 分形概念的拓广、分维求法及意义、幂律问题、分数布朗运动、方位 分维估值法等问题也作 了初步的探讨。     

浙江中生代热液矿床的分形研究

根据浙江293个有开采价值的中生代热液萤石、金、银和铅锌矿床数据,在矿床地质研究基础上探讨了这些矿床的空间和储量分形问题。研究表明,在两个尺度范围内,矿床在空间上呈分形分布,其中群集分布的分维数D分别为0.1405-0.3778(1-20km)和0.7168-1.1851(20-750km);密度分布的分维数D分别为0.294-1.1242(1-40km)和0.135-0.252(40-750km)。研究还发现矿床的频度-大小分布也是分形的,其储量分形分布的分维数为萤石(浙江)D=2.34萤石(中国)D=2.13:铅锌(浙江)D=2.27;银(浙江)D=1.63:金(浙江)D=1.09。     

地质统计学研究的最新进展

地质统计学是在数学地质中用于解决储量计算问题的独具特色的一套理论和方法。它用于既有随机性又有相关性的地质问题。地质统计学的核心和基础是克里格法,它是一种无偏的、误差最小的最优化储量计算方法。南非矿山工程师D·G、克里格在1951年首先提出了这一方法,故用他的名字命名。在克里格法的基础上,六十年代初法国数学家G·马特龙作了大     

地质统计学在迅速普及和发展

作为数学地质一个独立分支的地质统计学近年来受到普遍重视。它除了能较好地解决金属、煤、石油等矿产的储量计算、矿山设计等问题外,还可用来处理物化探数据,并取得明显优于传统方法的效果。它在矿产资源预测评价、最优勘探方案的拟订、最优井位的确定。水文地质和工程地质中各种参数的最优估计、构造地质、地震地质、海洋地质、环境地质,以及森林资源估计、农作物估产、大气降雨量估计、大气污染量估计     

非线性成矿预测理论:多重分形奇异性-广义自相似性-分形谱系模型与方法

介绍了“奇异性-广义自相似性-分形谱系”(“3S”: Singularity-generalized self-Similarity-fractal Spectrum)为核心的多重分形现代成矿预测理论与模型(Multifractal Mineralization Prediction Theory and Models)的基本内容和前沿研究方向.讨论了作为非线性、复杂性理论的重要领域之一, 多重分形理论所提供的“奇异性-广义自相似性-分形谱系”等概念和相关的模型.这些新概念和模型不仅能够合理地描述成矿系统、成矿过程、成矿富集规律、矿产资源时空分布, 还提供了定量模拟和识别成矿异常(地质、地球物理、地球化学、遥感异常)的有效模型和实用方法.将多重分形原理与成矿过程、矿产资源分布规律、矿产资源信息获取研究相结合, 可形成具有良好应用前景的现代成矿预测理论与模型.采用该多重分形矿产资源预测理论和在此基础上所开发的专用地学非线性空间信息GeoDASGIS技术, 对国内外多个金属成矿区带进行了矿产资源勘查与评价, 均取得了较理想的预测效果, 表明对开展矿产资源勘查和评价是有效和可行的.      

矿床储量规模分布的分形模型及其分维的数理分析

矿床储量规模预测在矿产勘查和评价中占有十分重要的位置,而其预测的最主要手段是建立矿床储量规模分布的数学模型.根据矿床储量的统计自相似性,应用概率统计方法建立了矿床储量规模的分形模型.同时,通过模型及其分维值的数理分析,得出不同分维值的地学解释,讨论了分维的线性与非线性最小二乘回归估计法.     

胶东金矿床的储量分形分布及其地质意义

本文对胶东地区的石英脉型和蚀变岩型金矿床的储量分布进行了研究.结果表明,金矿床的储量服从多重分形分布,且具有普遍意义.金矿床的储量分形结构是成矿系统处于混沌边缘的一种表现形式.分维D值的地质意义与研究范围有关,就胶东金矿带而言,它可用于划分蚀变岩型和石英脉型矿床.     

矿石储量分级的地质统计学研究

矿石储量计算及其分级是地质勘探工作中最后而又最重要的成果,传统的矿石储量分级一般是定性的,即用一些概念化的术语来刻划矿石级别。地质统计学(克立格法)不但给出待估块段的平均品位,而且还给出了估计的精度——克立格方差,因此,地质统计学是定量化矿石分级的较好方法。作者详细地研究了克立格方差的性质及其影响因素,讨论了关于经济可行性、地质可信度及可回采率的有关问题,特别讨论了影响地质可信度的若干因素,如待估块段的大小、孔距、矿体的结构特征以及边界品位等。最后,给出矿石储量分级的地质统计学准则、计算方法及程序系统和对一个铁矿床的研究实例。     

LF-Y油田动态石油地质储量评价

LF-Y油田S区在ODP开发调整方案实施中,钻井表明构造边部变陡,含油面积变小,静态方法重新计算地质储量为1 328.30×10⁴ m³,但该储量规模与油田生产动态不相符。结合生产动态法、储量反算法及油藏数值模拟法分析油田储量规模及合理性,指出了S区存在储量计算不足的问题并分析了原因,通过动态信息反算地质储量的方法,反算储量规模在1 450.00×10⁴~1 700.00×10⁴之间,因此该油田西边无井控区域储量潜力可能性较大。结合重新开展的孔隙度反演、精细地质模型、储量计算及油藏数值模拟等研究,再通过静态方法最终计算S区的地质储量为1 566.03×10⁴ m³,储量规模增加了237.73×10⁴ m³。以动态反算储量,并反馈到静态储层评价与储量计算之中,使两者达到较为一致的结果。研究成果不但解决了S区储量不足的矛盾,使模型更加合理,剩余油分布预测也更加可靠,为ODP调整方案成功实施提供了储量基础;而且验证了油藏动态方法对储量问题研究的反证作用,从而实现了油藏动、静态结合解决地质难点问题。     

多维分形克里格方法

时间序列与空间场信号往往是非规则分布的，经常需要将非规则分布的时空信号插值为规则分布的信号或估计某些未知点的值。如油气田、煤田以及金属矿山储量估算，工程地质参数估计，病虫害区域分布调查等都要求根据少量不规则数据点进行插值估算。估值方法中应用最为广泛的地质统计学方法（或(Krige)克里格方法）是一种低通滤波器，无法重建原始信号中的高频、局部与弱信号。开发的多维分形克里格方法可以将不规则分布的时间—空间（时空）信号插值为规则分布的信号；可以提取时空信号中高频、局部与弱信号，估计过程参数可以作为特征参数用于模式识别。利用褶积滤波理论定量导出了地质统计学的低通滤波特性，它在插值过程中丢失了高频、局部和弱信号。在定义了时空信号的度量尺度与测度后，实现了多维分形插值，多维分形插值保留了系统中更多的高频信息。将克里格方法与多维分形方法有机的结合起来产生了多维分形克里格方法，它具有克里格方法和多维分形插值的共同优点。用大洋钻探(ODP)184航次1143A孔的岩芯密度分析进行了插值试验，对比了插值结果及其功率谱。多维分形克里格插值比克里格插值、多维分形插值更为接近已知点值并保留更多的高频信息。还定量分析、对比了影响多维分形克里格插值的因素、厘清了估值问题中固有的测不准关系。 另外，多维分形克里格插值过程得到的局部奇异性、相关性和回归方差能有效地刻划高频、局部与弱信号。这样，多维分形克里格插值过程可以用于提取（非规则或规则网格）时空信号中的局部、高频与弱信号，用于信息提取、模式识别、找矿预测与信号增强等领域。     

矿产资源定量预测方法综述

对国内近二十年来所发展的矿产定量预测方法进行了较为全面的论述，主要包括矿床统计预测方法，灰色系统方法、模糊数学方法、分形几何方法、地质统计学方法、模式识别方法和地理信息系统等，并简述和评价了某些方法的基本应用。     

数学地质的主要进展和发展趋势

数学地质是地质学的一个重要的新分支。本文涉及数学地质在几个领域的主要进展,分形、耗散结构、灰色系统模型和模糊数学在地质学中的应用。分形已成功地应用于准晶体微粒结构、断层系统和地质构造分布、多孔介质、地质体表面粗糙度和其他问题研究。耗散结构已应用于矿物离解过程、热液成矿作用动力学、混合岩成因以及地壳地幔的结构和运动等的研究。灰色系统理论在水文地质、工程地质、环境地质和矿床预测的很多问题中得到应用。模糊数学是解决很多地质问题的有用的定量工具。最后,讨论了数学地质的进一步发展趋势。     

开创冶金地质工作新局面 数学地质发展现状及对今后工作的几点看法

数学地质是地质学和数学相结合的一门较年轻的边缘学科.它是应用数学方法解决地质学基础理论及其实际应用的一个地质学分枝.数学地质的主要工具是电子计算技术. 几年来,数学地质主要在以下几方面得到了发展和应用:①矿产资源统计预测;②地质统计学;③预测地质学;④地质工作的自动化控制(地质数据库);⑤数学地质程序、程序系统及地质计算语言;⑥数学地质在沉积     

地质统计学发展现状及对若干问题的讨论

探讨了有关地质统计不发展现状的几个问题：（１）数学地质的发展现状及研究内容；（２）地质统计学的发展现状及研究内容；（３）普通克立克法及泛克立克法的方法及应用；（４）非参数地质统计学的方法及应用；（５）地质统计学方法在储量计算中的应用情况；（６）关于处理特异值的地质统计学方法；（７）关于矿石储量定量分级的地质统计学研究；（８）关于最优勘探网度的地质统计学研究；（９）可回采储量总体的问题。