卷积神经网络及其在矿床找矿预测中的应用——以安徽省兆吉口铅锌矿床为例

大数据人工智能地质学刚刚起步,基于大数据智能算法的地质研究是非常有意义的探索性实验。利用大数据和机器学习解决矿产预测问题,有助于人们克服不能全面考虑地质变量的困难及评估当前模型在已有数据中的可靠性。元素地表分布特征量主要受原岩成分、成矿作用影响和地表过程的影响,它们携带某些指示矿体就位的信息,即矿体在地下空间就位时在地表的响应,且未在地表过程中消失。以往的地球化学勘查工作仅仅识别异常,但未能发现矿体在地表响应的成矿特征量。本文以安徽省兆吉口铅锌矿床为例,通过机器学习,利用卷积神经网络算法,不断挖掘元素Pb分布特征与矿体地下就位空间的耦合相关性。经过1000次训练后,可以得到准确率0. 93,损失率0. 28的卷积神经网络模型。这种神经网络模型就是矿体在地下就位时元素在地表分布的响应,可以用来进行矿产资源预测。应用该模型对未知区进行预测,结果显示第53号区域具有很大概率存在尚未发现的矿体。     

剪切带型金矿中金沉淀的力化学过程与成矿机理探讨

剪切带型金矿是一种重要的金矿床类型,有关该类型金矿的成因问题已开展了大量研究,但对于剪切带中金的沉淀析出机制和成矿过程仍存在较大争议,对于赋矿部位的构造属性与矿床关系的研究尚显薄弱。对此笔者整理分析了近年来国内外有关剪切带型金矿的研究进展,并结合我国胶东金矿的研究实例,运用断层阀和力化学理论分析发现,无论是脆性还是韧性剪切带,无论是脉型还是蚀变岩型金矿,其成矿的关键部位均与构造应力集中而导致的脆性破裂(特别是R、T、R’破裂的产生)和碎裂作用以及(多期)岩体侵位密切相关,并且脆性破裂所导致的压力骤降从而引发流体闪蒸的力化学过程可能是造成金沉淀析出成矿的有效机制,其中多期岩体侵位所提供的流体是成矿的物质基础。此外,从国内外实例可以看出,剪切带中的脆性破裂不仅发生于脆性或脆韧性构造域,也可以发生在较深层次的韧性构造域中,尽管韧性域中产生脆性破裂的原因还不十分清楚,但这可能是韧性剪切带成矿的关键机制之一。最后,综合岩体、流体、剪切带三者对成矿的耦合作用,文中提出剪切带型金矿的成矿机理为:(多期)岩体侵位-热液活动-构造剪切-应力集中-脆性破裂(碎裂)产生-压力骤降-流体闪蒸-元素(金)析出,如此循环往复方可形成大型剪切带型金矿。     

基于人工鱼群算法和SCA等效理论的井中横波速度预测方法

在建立页岩岩石物理模型的基础上,根据等效自相容近似(SCA)岩石物理模型,构建出岩石的纵波速度、横波速度与岩石密度、组分和孔隙度等的定量关系,得出使理论纵波速度和实际纵波速度最接近的孔隙纵横比,进而将该孔隙纵横比作为约束条件来实现横波速度预测。反演算法利用人工鱼群算法来计算最佳孔隙纵横比,并将预测的横波速度与实际测得的横波速度对比,证明了人工鱼群算法的有效性。     

内蒙古陶来托斑岩型钼矿综合找矿信息提取及找矿潜力

对内蒙古陶来托钼多金属勘查区进行地质、地球物理、地球化学综合找矿信息的提取来评价矿区找矿潜力。结果表明,陶来托钼多金属矿是一个以斑岩型钼矿为主的勘查区,发现了斑岩型钼矿床及多处热液脉型铅锌银矿(化)点。成矿岩体为早白垩世花岗斑岩,控矿构造为北东-北北东向断裂。斑岩型钼矿化区与环状激电异常和环状磁异常对应性较好,显示出中低视极化率异常为矿致异常的特征。1∶5万化探异常元素由钼矿化区至铅锌银矿化区表现出Mo、W—Ag、Pb、Zn的侧向分带特征。根据综合找矿信息提取及斑岩型矿床成矿系列建立,指出区内钼矿找矿潜力较大,并预测钼矿区北西侧为热液脉型铅锌银矿的成矿有利地段。     

花岗岩定量分类方法及与成矿空间相关关系分析 ——甘肃省西秦岭地区为例

以Q型系统聚类分析(以组内连接为聚类方法,相关性为计算模型)和判别分析交替使用的方法,对甘肃省西秦岭地区花岗岩样本中的11个氧化物测试数据进行定量处理,构建起"甘肃省西秦岭地区花岗岩(氧化物)定量分类系列模型",将西秦岭地区花岗岩分为3大类共8小类。分类结果偏重于找矿分类,依据其与西秦岭地区铜矿、铅锌矿、金矿等依据空间关系(距离岩体3 km以内),寻找"成矿相关岩体",确定找矿靶区。     

甘肃祁连山西段金矿分布特征及控矿因素分析

祁连西段是甘肃省重要的金成矿带,分布有鹰嘴山、寒山、阳凹大泉、车路沟、金湾子等金矿床,近年又新发现豹子沟南、滴水山、牛毛泉、积阴功台金矿,显示出较大的区域找矿潜力。本文通过典型金矿床和新发现金矿成矿地质条件分析,总结了甘肃祁连山西段金矿的空间分布特征、控矿因素。初步研究认为祁连山西段主要的金矿床呈带状分布于阿尔金走滑断裂与北祁连褶皱断裂构造带交汇部位,明显受不同规模、不同序次的韧、脆性断裂构造破碎带控制;成矿与区域内不同规模中酸性—中基性岩体及岩脉有关;古生代火山碎屑岩、浅变质碎屑岩为主要容矿岩性及含矿建造;矿体普遍具有延深大于延长、深部明显富集的特征。新发现金矿多以化探异常查证为重点,不断浓缩异常源,实现找矿突破。本文对祁连山西段的金矿勘查具有指导意义,对该地区的金矿研究也提供了重要的基础资料。     

锁固型斜坡失稳机理及其物理预测模型

稳定性受潜在滑面上锁固段所控制的一类斜坡,称之为锁固型斜坡,其失稳机理较为直观明确,我们认为突破斜坡失稳预测这一世界性科学难题应从该类斜坡入手。本文总结了当前有关锁固型斜坡的分类研究,认为可将其分成两大体系;指出锁固型斜坡演化3阶段与锁固段变形破坏过程之间存在内在联系,其演化过程之所以出现加速蠕滑阶段,是因为锁固段损伤累积至体积膨胀点后所致;发现锁固段峰值强度点和残余强度点可视为锁固型斜坡演化进程中的两个特征灾变点,其分别对应着突发型和渐变型滑坡的发生;基于锁固段损伤本构模型和重正化群理论,导出了体积膨胀点、峰值强度点与残余强度点三者之间的量化力学联系,构建了锁固型斜坡失稳的物理预测模型;据此模型对盐池河山崩、新滩滑坡和Libby坝左坝肩楔形岩质滑坡的回溯性预测效果良好,并可合理解释其失稳机理;阐述了该模型的使用原则和配套技术方法,以便于实际应用。     

云南因民铜矿床构造沉积环境及成矿机制研究

因民铜矿床是云南省东川铜矿田中一个重要的矿床,发育有两种矿化类型,分别为赋存于因民组中的稀矿山式铜铁矿体以及赋存于落雪组地层中的东川式铜矿体。文中采用主、微量元素地球化学方法并结合相关热力学计算,探讨含矿岩系因民组及落雪组的岩石特征、沉积环境、构造背景及其铁、铜迁移机制和富集机理。结果表明,因民组及落雪组中以白云岩、硅质白云岩为主,并含少量白云质砂岩,综合100(Fe_2O_3/SiO_2)-100(Al_2O_3/SiO_2)、Fe_2O_3/TiO_2-Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe_2O_3)、La-Th-Sc及Th-Co-Zr/10关系图解,指示因民组及落雪组具有大陆边缘区的沉积特点。V/Cr、V/(V+Ni)及Ce/La氧化-还原环境判别图显示,因民组及落雪组整体形成于贫氧过渡状态下的深水-半深水沉积环境。热力学计算表明,在流体迁移过程中,铁、铜主要以氯的络合物形式进行迁移,当成矿流体运移到表层与含硫碱性较还原性水体发生混合时,导致成矿体系温度、Eh和f(S_2)降低,pH值升高,铜、铁络合物发生失稳,先后生成磁铁矿、赤铁矿等氧化物以及黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿等硫化物,在因民组及落雪组中分别形成稀矿山式铜铁矿体和东川式铜矿体。     

新疆磁海Fe(-Co)矿床:两个系列幔源岩浆复合的热液矿床

新疆东部的磁海是一个以Fe-Co组合为特色的矿床。对磁海矿区镁铁-超镁铁岩的年代学和地质地球化学、矿床共生Co的地质特征、黄铁矿的成分特征等研究发现,磁海矿床是一个同期两个系列(即铜镍系列和钛铁系列)幔源岩浆作用复合的岩浆热液型矿床。铜镍系列主要形成了橄榄辉长岩、橄长岩、辉长岩和角闪辉长岩等深成侵入相,辉长岩锆石U-Pb年龄为(279.1±1.4)Ma;岩石以较高的m/f值(多数>1.5)为特征;同时,岩石具有较高的Cu、Ni、Co含量,并赋存有Cu-Ni-Co矿化体,表明该系列与矿床中Co的来源关系密切。钛铁系列以火山-次火山作用为主,形成了玄武岩-辉绿岩等喷出相和超浅成侵入相,玄武岩的锆石U-Pb年龄为(276.2±2.2)Ma;岩石以较低的m/f值(多数<1.5)为特征;岩石中Cu、Ni含量较低而TiO2含量较高,并赋存了磁海矿床主要的磁铁矿体,表明与矿床中Fe的来源密切相关。磁海矿床矿体和矿石地质特征表明,主要磁铁矿(-Co)矿体的形成受控于热液作用,属于与基性-超基性岩浆有关的热液矿床。对不同类型黄铁矿的产出特征及成分特征研究显示,Co的成矿是在磁铁矿成矿之后,(次)火山热液活动继续对与磁铁矿共生的黄铁矿进行交代,形成了含钴黄铁矿和其他钴矿物。也就是说,矿床中Fe和Co是两种来源两个阶段复合形成的,磁海矿床的Fe-Co复合成矿作用实质上是钛铁系列与铜镍系列岩浆的复合。     

安徽凤阳山区石英岩矿成矿规律分析

凤阳山区石英岩矿床成因类型主要有沉积变质型和沉积型两种,均属层控性矿床。其中沉积变质型石英岩矿是本区主要类型矿床,赋存构造体系为老青山单斜,控矿层位为凤阳群白云山组地层,矿石类型主要为石英岩,其次是石英砂岩、含白云母石英岩等;沉积型石英岩矿赋存构造体系为雷家户-宋集单斜,控矿层位为八公山群伍山组,矿石类型主要为石英砂岩。区内发育的褶皱构造为石英岩矿体提供了广阔的赋存空间,而断裂构造的发育却对矿体分布的连续性造成了不同程度的破坏,对石英岩矿石质量也有一定的影响。