模糊综合评价法在实物地质资料筛选分级中的应用：以我国锡矿实物地质资料为例

易锦俊 ，张新元 ，季根源 ，杨　兵 ，孔令湖

(1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京 100083；2.国土资源实物地质资料中心，河北 三河 065201；3.中国地质调查局发展研究中心，北京 100037)



模糊综合评价法在实物地质资料筛选分级中的应用：以我国锡矿实物地质资料为例

易锦俊1，2，张新元3，季根源2，杨兵2，孔令湖2

(1.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京 100083；2.国土资源实物地质资料中心，河北 三河 065201；3.中国地质调查局发展研究中心，北京 100037)

摘要：矿产实物地质资料的筛选分级是实物地质资料采集、收藏的必要环节。本文在前人研究的基础上，引入模糊综合评价法，以地质特征、成矿背景和经济特征3类8项为评判因素，建立矿产实物地质资料的筛选分级评判模型。同时，以我国典型锡矿床为例，根据锡矿床的成矿背景、成矿区(带)、成矿时代、成因类型等资源分布特征，采用模糊综合评价法对锡矿实物地质资料进行筛选分级。结果表明，利用模糊综合评价法进行筛选分级是一种较为有效的手段。

关键词：实物地质资料；模糊评判；锡矿资源；成矿时代；成因类型

实物地质资料的筛选分级是实物地质资料采集、收储并提供服务的必经环节，它是按照一定的原则和程序，从地质工作产生的大量实物地质资料中，挑选出各级馆藏机构藏品的过程。根据实物地质资料代表性、典型性、特殊性的原则，我们可以筛选(出Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类三个等级的实物地质资料。

前人对实物地质资料的筛选分级进行了大量的研究，包括实物地质资料筛选分级的意义、因素和原则[1-4]，以及国家实物地质资料库矿床名录的确定[5-7]等。但这些研究成果均未从实际操作的角度解决实物地质资料的筛选分级问题。尤其是矿产实物地质资料的筛选，常用的方法是以矿产资源分布等地质因素的综合考量来划分其等级，这是一种以个体经验为依据的定性评判，具有很大的偶然性和主观性。而模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评判方法，它根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，具有结果清晰、系统性强的特点，适合各种非确定性问题的解决[8]。因此，它为受多因素影响的实物地质资料筛选分级提供了一种新的手段。本文以我国典型锡矿床为例，在分析我国锡矿资源总体分布特征的基础上，尝试应用模糊综合评价法开展实物地质资料的筛选分级研究，以期为全国实物地质资料的筛选工作提供借鉴和参考。

1评判模型的建立

前人的研究表明，资源分布特征(包括成矿区(带)、成矿时代、成因类型等方面)是矿产实物地质资料筛选的主要考虑因素[4-7]。根据前人对固体矿产实物地质资料筛选的研究成果，结合当前地质工作的服务需求，笔者选取地质特征、成矿背景和经济特征3大类共8个要素作为筛选分级评判因素。

由于各评判因素变量都是离散型的，其隶属度和权重的确定均采用专家打分的形式。各因素的评判标准见表1。

表1　评价因子及分级标准

具体综合评判步骤如下所示。

1)确定因素集U=(U1，U2，U3)。

2)确定评判集V=(V1，V2，V3，V4)。

3)进行单因素评判，得到隶属度矩阵。

4)确定各因素的权重值；计算综合评判向量，对于权重A=(a1，a2，…，an)，计算B=A·R。

5)根据最大隶属度原则作出评判。

2模型应用

中国是世界上锡矿资源最丰富的国家[9]，锡矿作为国家优势矿种和重点矿种，笔者认为十分有必要以我国典型锡矿床为研究对象、利用模糊综合评价法对其进行实物地质资料的筛选分级研究。

2.1中国锡矿资源总体分布特征

2.1.1成矿构造背景和重要成矿区(带)

受大地构造的强烈控制，我国锡矿床主要沿几个特定的大地构造部位呈带状集中分布，特别是板块俯冲碰撞所形成的环太平洋、特提斯―喜马拉雅、天山―大兴安岭等深断裂体系和造山带[10-12]。集中分布的锡矿床由此形成了5大锡矿成矿区(带)[13]：华南锡多金属成矿区、东南沿海锡矿成矿带、三江锡矿成矿带、扬子地台西南缘锡矿成矿区、大兴安岭锡多金属成矿区。

华南锡多金属成矿区集中了我国大部分的锡矿资源，分布有一系列的大型、超大型矿床，如世界闻名的个旧、大厂、柿竹园超大型矿床均分布于该区域；而三江锡矿成矿带、扬子地台西南缘锡矿成矿区、大兴安岭锡多金属成矿区则仅零星分布几个大型矿床，资源储量占比相对较小；同时，在准噶尔造山系、天山造山系、秦岭造山系、东昆仑造山系、祁连造山系等地区也有少量锡矿床分布。

2.1.2成矿时代

除新生代为砂锡矿外，中国原生锡矿大部分与各时代花岗岩有关，各时代的锡矿床时空分布特点突出，一般认为其成矿时代主要有：元古宙、加里东期、海西期、印支期、燕山期和喜马拉雅早期[13-15]。

中国锡矿成矿时代以燕山期为主，该期锡矿资源储量占比很大，而第四纪次之，接下来依次为元古宙、喜山期、加里东期等[13]。但是，近年来的一些研究表明，华南地区可能广泛存在印支期的锡成矿作用[14-21]，这表明印支期可能也是我国锡成矿作用的一个重要时代。

2.1.3成因类型

锡矿主要有原生锡矿和砂锡矿两类，我国的锡矿资源以原生锡矿为主。研究和统计表明，我国原生锡矿床大多都与花岗岩类岩体有关，而东南沿海的西岭式矿床则与火山—次火山热液有关[13-14，22]。据此，我国原生锡矿床主要分为矽卡岩型、石英脉型、锡石-硫化物型、云英岩型、伟晶岩型、岩体型、陆相火山岩型等7类。

据统计，矽卡岩型、锡石-硫化物型和石英脉型的锡矿床资源占比相对较多，其次是岩体型、云英岩型锡矿床，陆相火山岩型、伟晶岩型等其它类型较少[13]。

2.1.4有益组分

我国大部分锡矿床都含有共伴生的有益组分，这些共伴生元素丰富多样，主要包括铜、铅、锌、钨、钼、银、铋、锑等。据统计，锡矿作为单一矿产形式出现的占比较小，大部分以主要矿产的形式出现，另有相当部分的锡作为共伴生组分开采利用，而矿石中具有工业价值的锡矿物几乎仅有锡石一种，其它锡矿物的采选较难，甚至有部分尚无法利用的“呆矿”，如黄岗式锡铁共生矿床[23-24]。

2.2中国锡矿典型矿床概况

根据锡矿资源总体分布特征，为使得筛选分级的研究更有代表性，本文选取了36个典型锡矿。这些矿床大部分来自于5大锡矿成矿区(带)，少部分来自于西秦岭成矿带、东昆仑祁漫塔格铁钨铜多金属成矿带等其它成矿带；既有矽卡岩型、石英脉型、锡石-硫化物型、云英岩型、伟晶岩型等主要成因类型，也涵盖了蚀变底砾岩型、隐爆层间裂隙带型等新类型；选取的矿床以燕山期为主，也有元古宙、喜山期、加里东期、海西期等时代的；既有闻名于世的个旧锡矿、大厂锡矿等，也有新发现的白腊水锡矿、白干湖锡钨矿等(表2)。

表2　中国部分典型锡矿一览表

续表2-1

续表2-2

名称成矿背景地质特征构造背景成矿区(带)矿床规模成矿时代成因类型矿种萨惹什克锡矿古亚洲构造域,乌拉尔蒙古造山带,东准噶尔造山带其它———贝勒库都克锡矿带小型海西期石英脉型锡喀孜别克锡矿古亚洲构造域,哈萨克斯坦地块,伊利微板块北东缘其它———伊利微板块北东缘成矿带中型海西期石英脉型锡、钨薅坝地锡矿特提斯-喜马拉雅构造域,羌北-扬子板块,保山-镇康县背斜复合部位东南侧三江锡矿成矿带中型燕山期石英脉型锡漂塘钨锡矿环太平洋构造域,华南晚加里东造山带,武夷山后加里东隆起区南段华南锡多金属成矿区大型燕山期石英脉型钨、锡多金属九毛锡矿环太平洋构造域;扬子地台南缘,桂北台隆南端扬子地台西南缘锡矿成矿区大型元古宙锡石-硫化物型锡、铜多金属厚婆坳锡矿环太平洋构造域,华南晚加里东造山带,潮安-普宁断裂与韩江断裂交汇部位北西侧东南沿海锡矿成矿带大型燕山期锡石-硫化物型锡、银、铅、锌多金属西岭锡矿环太平洋构造域,华南晚加里东造山带,潮安-陂沟构造带南端与肇庆-惠来构造带交接部位东南沿海锡矿成矿带中型燕山期陆相火山岩型锡

2.3锡矿实物地质资料的筛选分级

本文以郴州骑田岭矿田白腊水锡矿为例，采用模糊综合评价法展示实物地质资料的筛选分级过程。

2.3.1建立一级模糊评判

根据白腊水锡矿的实际情况(表2)，通过专家打分，确定各因素与实物地质资料级别相对应的隶属度(表3)。由此可得地质特征、成矿背景和经济特征的模糊关系矩阵R1、R2、R3。

由专家打分法确定一级权重矩阵A1、A2和A3，具体如下：A1=(0.4,0.3,0.3);A2=(0.3,0.7);A3=(0.4,0.2,0.4)。

由一级模糊关系矩阵R与一级权重矩阵A进行一级评判得到影响实物地质资料筛选分级三大因素的模糊向量b1，b2，b3：B1=A1×R1=(0.6100,0.1500,0.2400)T；b2=A2×R2=(0.5250,0.3650,0.1100)T；b3=A3×R3=(0.6800,0.1700,0.1500)T。

表3　各指标隶属度取值表

2.3.2建立二级模糊评判

同理由专家打分法(德尔菲法)得出二级权重矩阵：C=(0.5，0.2，0.3)T。

最终B与C进行二级评判，求出影响实物地质资料筛选分级3个一级影响因素的隶属度矩阵：

D=B×C=(0.6140，0.1990，0.1870)T

从综合评判结果可以看出，根据最大隶属度原则，白腊水锡矿属于“I类”水平。

2.3.3筛选结果

根据上述步骤，依次将表2中36个典型锡矿进行综合评价，最终结果见表4。

表4　典型锡矿筛选分级表

这些典型锡矿床中I类27个、II类8个、III类1个，I类、II类均是各成矿区(带)、成矿时代的重要矿床，基本符合现今国内锡矿床的资源分布特点；27个I类锡矿床是国家级馆藏机构的重点收藏目标，也与国家级锡矿实物地质资料名录基本一致。

3结论

1)根据前人的研究成果，结合当前地质工作的服务需求，笔者选取地质特征、成矿背景和经济特征3大类共8个要素作为筛选分级评判因素，并借此建立了实物地质资料筛选分级的评价模型。

2)根据实物地质资料筛选分级原则，采用模糊综合评价法对我国36个典型锡矿床进行了筛选分级，结果表明，利用模糊综合评价法进行筛选分级是一种较为有效的手段。但由于模糊综合评价法中隶属度与权重的确定是关键，隶属度又与各影响因素的参数直接相关，故对各因素的参数一定要准确评估。本文采用专家调查法个人主观因素的影响仍然较大，未来应该采用是判断矩阵分析法等方法减少主观判断的影响。

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收稿日期：2015-12-07

基金项目：中国地质调查实物地质资料汇交监管与筛选示范项目资助(编号：12120114080601)

作者简介：易锦俊(1984-)，男，汉族，江西余江人，博士研究生，工程师，攻读中国地质大学(北京)岩石学、矿物学、矿床学专业，主要从事矿床地质研究和实物地质资料管理工作。E-mail:282062982@qq.com。

中图分类号：P621

文献标识码：A

文章编号：1004-4051(2016)07-0138-06

The application of fuzzy comprehensive evaluation method in the mineral physical geological data：taking an example of tin-ore physical geological data in China

YI Jin-jun1，2，ZHANG Xin-yuan3，JI Gen-yuan2，YANG Bing2，KONG Ling-hu2

(1.School of Earth Sciences and Resources，China University of Geosciences(Beijing)，Beijing 100083，China；2.Cores and Samples Centre of Land and Resources，China Geological Survey，Sanhe 065201，China；3.Development Research Center，China Geological Survey，China Geological Survey，Beijing 100037，China)

Abstract:Resource distribution characteristics are considered as main factors for mineral physical geological data screening.In this paper，with comprehensive consideration of influence of various factors on the physical geological data screening，comprehensively fuzzy evaluation method is introduced on the basis of predecessors' research.Furthermore，the principle of screening classification for mineral physical geological data is established by the evaluation factors which include 8 items of 3 categories such as geological characteristics，metallogenic background and economic characteristics.Meanwhile，taking an example of China tin deposit，we selected and classified typical Chinese tin deposits according to the screening and grading principle by systematically analysis of resource distribution characteristics such as the metallogenic background，metallogenic zones (belts)，metallogenic epoch，genetic types.Results showed that，fuzzy evaluation is a relatively more effective method for classified screening due to the great fuzziness of the evaluation factors themselves on the tin physical geological data.

Key words：physical geological data；fuzzy evaluation；tin-ore resources；metallogenic epoch；genetic types