数字地质与矿产资源评价思路分析

张晓锦，于绍鹏，于 丹，张博兴

（1.吉林省第一地质调查所，吉林 长春 130033；2.吉林省有色金属地质勘查院，吉林 长春 130021）

1 数字地质

对于数学地质来说，是数学与地质的交叉学科，数字地质则是信息技术与数学地质交叉形成的学科。在数学地质发展当中，数字地质可以说是新的发展阶段，也是数学地质的进一步拓展与延伸。对于数字地质来说，地质学当中的信息技术是其发展应用的基础，其主要内容是地质学当中的数学模型以及数学应用，以此对实际问题进行解决。对于数字地质来说，则是地质学信息技术以及定量化理论，同数学地质相比，具有了更为广泛的外延与内涵，其在实际应用当中的目的，即是对相关信息进行有效的提取与发展，对存在的变异情况进行揭示，在对规律性有效查明、预测的情况下实现相关地质问题的有效解决。就目前来说，国际地质信息学科组织与数学地质协会已经合为一体，整体来说已经体现出了数字地质发展的新阶段与趋势——数字地质。

1.1 数据类型

对于地质数据来说，其具有多种样的形式，在面对不同数据时，需要能够以不同的方式进行处理。在综合分析数据时，需要对不同类型数据进行归一处理。具体来说，可以分为定性与定量两种类型数据，在定性数据中，可以分为有序型以及名义型，定量数据中，则包括有比例型以及间隔型。

1.2 数据预处理

在研究数字地质时，对于不同的数据，在表现形式方面也存在差异。对此，则需要能够对数据进行适当的变化与预处理，以此更好的开展数据综合分析。在实际进行数据处理时，其主要目标有：第一，对地质变量数据水平进行统一，对量纲方面影响进行最大程度的减少；第二，使地质变量处于正态分布；第三，将两变量非线性关系实现对线性关系的转化；第四，对变量数据进行减少，应用数量较少、新的、具有相互独立特征的变量对以往具有相关联系的原始变量进行替代。

1.3 数据变换

在实际进行数据处理时，也需要能够做好变换方式的应用，对于不同变换方式而言，也具有不同的目的，且不同模型也对地质变量具有不同的要求。就目前来说，主要的数据变化类型有：第一，对原始数据进行均匀化、标准化变化，以此保证数据水平具有一致的特点；第二，对偏态分布数据进行平方根、对数、反正弦变换，通过这部分方式的应用使数据接近正态分布；第三，对于非线性数据，要做好散点图的制作，结合点分布趋势进行曲线拟合处理，同时应用图像方程进行变换，以此使其具有线性的关系特点；第四，对原始数据进行R型主成分分析，在减少原始变量个数的情况下，使其具有相互独立的特点；第五，对于数据变换以及预处理来说，是一项重要程度较高的工作。在实际进行处理时，需要在认真研究分析的基础上开展工作，保证变换的科学性以及适当性。对于混合分布特征数据，则需要先对其进行筛分，之后分别考察不同成分，以此确定是否进行变换。

1.4 基本问题

数字地质的基本问题有：第一，地质数据混合性、复合性、多元性、方向性、代表性、相对性，同时包括有混合总体的筛分技术；第二，地质数据成因意义以及分布特征；第三，地质对象的数字化、模型化、智能化以及定量化；第四，地质数据变化的目的与方式；第五，地质数据的的空间相依、空间特征、变异函数以及各向异性等；第六，地质事件结果概率估计以及事件概率法则；第七，地质体成因组合效应与估计不同影响因素的权重；第八，地质体组合特征、结构特征；第九，地质过程转移概率以及马尔科夫性；第十，地质数据的非线性理论与非线性特征。

2 矿产资源评价应用

在数字地质主要应用方面，包括有数字特征研究、地质体评价、成因分析以及地质体预测等等。在我国，矿产资源定量评价预测是一个较为成熟的研究领域，不仅开展了较长的时间，且具有较多的涉及面以及较长的开展时间，并在此当中获得了显著的成果。1976年开始，我国即进行了对于铁铜矿床的预测统计，并逐渐在我国其他其余进行了综合信息成矿定量预测以及矿床统计预测。在后续发展当中，也邀请发达国家专家在我国介绍矿产资源评价当中计算机的应用成果，这对于我国矿产定量预测当中数学地质的应用也起到了积极的推动作用[2-4]。

2.1 资源定量预测

对于找矿这项工作来说，其基本问题即是对于矿藏的寻找目标、寻找地点以及寻找方法，在相关因素不断变化发展的情况下，也使得找矿理念在此当中发生了变化。可以说，这部分因素的存在将直接对找矿理念产生影响，同时也将会对找矿技术与方法的研究发展起到积极的驱动作用。在找矿理念创新的过程当中，需要进行永无止境的积极探索，同时结合社会发展以及行业发展需求进行制定与明确。在以往发达国家的矿产资源目标当中，即明确要以定量的方式对未发现矿床潜力进行评估，其认为：现代化评估为定量，将通过矿产资源经济可行性的研究与发现，对未发现资源数量、产地与价值进行估计。就目前来说，经常使用到的资源评价方式有：第一，预测普查组合。即由方法、标志、阶段、对象相关因素组建形成的系统。通过该系统的运行，能够对不同勘察程度目标作出保证；第二，“三部式”矿产评价。对于矿床频率分布来说，可能为泊松分布，也可能是负二项分布，右尾较长。对于某种估计矿床，有一半以上的大于品位以及吨位的中位数。通过找矿矿床规模、地段面积，以及矿床数泛回归方程，能够确定矿床的个数。对于部分矿床类型，通过密度模型的应用能够获得鞥为精确的估计结果；第三，“三联式”数字找矿。在该方式当中，对控矿因素进行定量数字化处理，识别、提取致矿地质异常情况，同时，能够定量化矿化特征数字化，对成矿的多样性情况进行评价分析，且能够对成矿规律进行量化处理，建立矿床谱系；第四，非线性找矿。具体来说，即是对多重分形、奇异性特征进行非线性找矿评价，同时，将根据自组织理论预测找矿。而根据不同地壳地段，也将对构造物质的有序度进行找矿；第五，其他预测与找矿方式。其中，通过多元综合信息对找矿、成矿的有利度指数进行计算是常见的方法，具体来说，将应用特征分析法对关联度进行计算，以及通过证据权法做好综合信息有利度计算等等。

2.2 5P地段优化圈定

在三联式成矿预测不断发展的过程当中，找矿范围、找矿信息在此当中发生了较大的变化，靶区级别不断提升，逐渐增加了找矿成功概率，且在此当中有效降低的勘探风险。从不同尺度水平角度考虑，对于地质异常可以进一步分为区域性、全球性以及局部性地质异常，对于不同尺度水平地质异常来说，也将会对不同等级矿产资源分布与形成情况进行控制，对于5p地段来说，其主要包括有：可能成矿地段、有利找矿地段、找矿可行地段、矿体远景地段以及资源体潜在地段。其中，前三种地段属于中小比例尺预测范围，对于后两种地段来说，则是大比例尺成矿预测范畴，是在预测靶区基础上所开展的深化剖析。在三联式成矿预测当中，靶区内涵具有逐渐增加的特点，在外延方面则逐渐减小。

3 数字地质填图

3.1 资料收集

在该项工作进行前，需要能够对以往调查成果进行充分的利用，做好数字以外资料的整理。在这部分资料当中，包括有区域地质物化以及类型等等，同时收集相符比例尺地形图相关数据。最后，做好区域填图范围以及比例尺的计算[5,6]。

与模拟照片不同，数码照片在被具象化——作为可见物被阅读——之前，它的歧异受到尊重，同时还提供隐藏的进一步的信息来确认和引发其他观点。[1]71

3.2 技术准备

在地质填图技术应用当中，需要提前 相关技术装备的准备，包括有GPS导航仪、电脑以及照相机等等。在对硬件需求满足的基础上，也需要强化软件方面的支持，包括有野外数据采集系统以及室内桌面系统。

3.3 数据采集

在地质区域调查当中，在采集数字化数据方面，主要的步骤有：第一，勘查野外路线，主要对地质区域当中地层结构、地层接触关系与岩性构造特征进行分析。在此项工作开展当中，需要做好地质构造特点的了解，同时明确如何通过GPS确定方位。当保证地质区域具有清晰地形特征的基础上，再通过罗盘的使用定点，在野外做好记录工作；第二，在测制地质剖面时，也需要能够强化区域地质调查，以此对填图单位比例尺进行判断，做好区域当中变质演地区的确定；第三，在地质填图当中，需要通过穿越地层路线方式的应用对区域当中地质测量知识进行搜集，在细致了解的基础上，做好相关实践知识与测量理论的掌握。

3.4 室内整理

3.4.1 数据处理编辑

对于地质剖面测制这项工作来说，需要能够测量、划分完成确定的剖面线地层。在研究室当中做好相关野外数据的整理，以此对数据有效性做出保证，且需要在此当中做好区域地层厚度的计算。

3.4.2 数据输入整理

在该项工作当中，需要通过GISP级数的应用实现野外定点信息的完善与补充，在对收集获得数据正确分析的基础上，最终形成有效的材料图。该技术在数据编辑功能方面具有较好的表现，能够实现区域的地图形成，同时科学输入、整理相关定点数据。同时，该技术也能够做好实际材料图框架的输出，该框架图由点号、位置点、测区范围以及产状形成。为了能够在此当中获得最佳解析度，可以结合实际做好软件显示比例的控制，之后实现图形GISP的输出。

3.4.3 材料图制作

对于实际材料图来说，即是在地形图上野外操作的图，能够对野外工作行为进行反映，包括有矿产资源、路线、地层产状等等，具有较强的综合性以及原创性。在实际工作当中，在野外检查整理相关地质点不存在错误问题后，则可以对GISP数据处理软件进行输入，在地形图上选择输出，将点位信息实现对实际材料图底图的导入。通过不同检索手段的应用，则可以在V字型法则的基础上开展地质连图。

3.4.4 地质图制作

在该项工作中，即是在实际材料图基础上对其进行简化处理，去除地质点以及路线，在形成简化形线的基础上，对野外推测、实测地质情况进行反映，包括有主图与附图。主要艺术包括有地层单位、断裂构造、地层产状以及矿产资源。其中，附图能够实现对地质现象的解释，剖面图能够解释测区构造框架。绘图主要是根据地质行业标准，进行不同的地质实体着色、花纹填充，提取和叠加注记、产状、矿产等的图层，最终就能完成数字地质图的初步编辑工作。

4 结束语

在科学技术不断发展的过程当中，也对我国的地质工作带来了较大的影响。可以说，通过数字技术在地质工作当中的应用，能够有效提升矿产评价工作开展水平，且能够更好的掌握相关地质信息。对此，则需要在具体工作当中做好相关技术的应用，在充分发挥技术作用的情况下，更好地保障工作开展质量。