矿产资源定量预测与评价新进展课件

1、矿产资源预测与评价新进展矿产资源预测与评价新进展提 纲发展历史四个W基本流程新进展三联式矿产定量预测非线性矿产预测深部矿产预测提 纲发展历史预言预言帝-章鱼保罗 2012- 玛雅预言1999- 诺查丹玛斯大预言 2008- 坎普预言世界末日世界杯ProphesyForetellForeseePredict预言预言帝-章鱼保罗 2012- 玛雅预言1999- 诺后保罗时代的2012欧洲杯后保罗时代的2012欧洲杯预报- 滑坡泥石流 - 地区天气 - 城市天气天气灾害ForecastPredictProphesy- 森林火险 预报- 滑坡泥石流 - 地区天气 - 城市天气天气灾害预言 预报预测 科

2、学依据时间域空间域实 例相互关系世界末日 矿产 天气预言 预报预测 科学依据时间域发展历史矿产预测始于1921年，20世纪50年代哈萨克斯坦的萨特巴耶夫院士编制成矿规律图进行成矿远景区预测。1957年M.Allais发表了区域矿产勘查经济矿床的评价方法以阿尔及利亚撒哈拉为例，并用泊松分布模拟法属89个行政分区中超过一定价值的矿床个数。因此，Allais被认为是矿产资源定量评价之父。发展历史矿产预测始于1921年，20世纪50年代哈萨克斯坦的1965年美国学者Harris发表其博士论文“多元统计分析在矿产勘查中的应用”，并于1984年出版了矿产资源评价矿床、资源及其潜力概念、方法和实例专著，奠定

3、了多元统计方法在成矿预测中应用的基础。1978年加拿大地质调查局在Quiet湖开展了水系沉积物调查，将元素浓度以不同的符号和色调进行编码，叠加于栅格化地质图、卫星图像上进行综合评价。至80年代初，利用空间分带性分析功能从多源数据中提取找矿信息，标度成矿有利区，定量评价SCOTIA地区金矿和New Brunswick北部的矿产资源。发展历史1965年美国学者Harris发表其博士论文“多元统计分析在发展历史上世纪70-80年代美国完成了四项国家级计划：美国尚未发现的石油和天然气可回收资源的地质估计（725号公告）、阿拉斯加矿产资源评价计划（AMRAP），国家铀矿资源评价计划（NURE），美国本土

4、矿产资源评价计划（CUSMAP）。 上世纪90年代，美国地质调查局（USGS）全美矿产资源评价工作组进行了美国本土地球表层1km重要矿种资源潜力评价，以“三部式” 评价方法。2002年USGS实施了全球矿产资源评价计划（GMRAP）涉及铜、金、铅、锌、镍、PGE、钾盐和磷等矿产。发展历史上世纪70-80年代美国完成了四项国家级计划：美国尚美国地调局在2006-2010年矿产资源工程的五年目标中指出：“确保未发现矿床潜力得到最新定量评价”，认为“现代化的评价是定量的，通过表现与矿产资源相关的经济可行性和不确定性的形式来估计未发现矿产资源的数量、价值和产地”。2012年USGS在能源与矿产科学战略

5、中将近海经济专属区和陆地覆盖区作为未来10年美国的资源重要战略区域。发展历史美国地调局在2006-2010年矿产资源工程的五年目标中发展历史上世纪90年代，澳大利亚地质局应用GIS系统进行资源填图，并利用地质、重磁、放射性等数据库进行综合研究及开展Au、Ag、Ph、Zn、Cu、W等矿产资源的定量评价。本世纪初，应用多种现代定量方法，包括三部式评价方法和计算机辅助决策模型，开展了国家矿产资源定量评价工作。1995年英国地调局启动了矿产资源的GIS评价系统计划，主要针对金属矿产的分布、富集区带以及矿产采掘可能对环境造成的影响。 发展历史上世纪90年代，澳大利亚地质局应用GIS系统进行资源发展历史前

6、苏联国家上世纪90年代也先后应用GIS开展了重要成矿区的地质地球物理遥感综合信息评价。 哈萨克斯坦为进一步提高矿产资源竞争力，出台了一个包括定量矿产预测、储量计算和科技创新的“哈萨克斯坦金属成矿体系” 国家项目。2010年，泛欧洲矿产资源评价项目启动，由11个国家25家单位投资1500万欧元。发展历史前苏联国家上世纪90年代也先后应用GIS开展了重要成发展历史1976年我国在宁芜地区即开展了铁铜矿床的统计预测工作 1979-1985年开展了第一轮成矿远景区划全国范围内开展了铁、铜、金及石灰岩4种矿产资源总量预测1986-1990年开展了全国性的中大比例尺成矿预测1992-1995年开展了全国固

7、体矿产第二轮成矿远景区划2006-2013年开展25种全国矿产资源潜力评价2010-2015年开展了覆盖区矿产综合预测发展历史1976年我国在宁芜地区即开展了铁铜矿床的统计预测工What? 什么是矿产资源预测评价？Why? 为什么要做矿产资源预测评价？Who? 谁在研究矿产资源预测评价方法？Where? 哪里能找到矿产资源评价模型和方法？四个WWhat? 什么是矿产资源预测评价？四个W 什么是矿产资源预测评价？矿产资源评价成矿预测矿产预测Mineral Resources AssessmentMetallogenic Prognosis Mineral Resources Prediction

8、Mineral Resources EstimationMineral Prospectivity MappingWhat ? 什么是矿产资源预测评价？矿产资源评价Wh成矿预测是根据一定的成矿地质理论、成矿条件和控矿因素分析，对一个地区范围内发现新矿床的可能性进行推断，并对其可能产出的部位进行空间定位和对资源量进行估算的工作。（赵鹏大等，1994）基本概念成矿预测是根据一定的成矿地质理论、成矿条件和控矿因素分析，对成矿预测是在科学预测理论的指导下，应用地质成矿理论和科学方法综合研究地质、地球物理、地球化学和遥感地质等方面的地质找矿信息，剖析成矿条件，总结成矿规律，建立成矿模式，圈定不同级别的预

9、测区或三维空间内的找矿靶区，正确指导不同层次、种类找矿工作的布局，提出勘查工作的重点区段或布置具体的勘查工程，达到提高找矿工作的科学性、有效性和提高地质研究程度的一项综合性工作。（赵鹏大等，2001）基本概念成矿预测是在科学预测理论的指导下，应用地质成矿理论和科学方法成矿预测是在不确定条件下制定最优决策的工作。（赵鹏大，2007）基本概念成矿预测是在不确定条件下制定最优决策的工作。（赵鹏大，200矿产资源评价是勘查系统的一个动态子系统内 涵（翟裕生，2005）矿产资源评价是勘查系统的一个动态子系统内 涵（翟裕生，20矿产资源预测评价贯穿矿产勘查的全过程 从预查、普查、详查、勘探，到矿山开采阶段

10、均需要开展不同类型的资源评价工作内 涵矿产资源预测评价是一项系统工程 多学科交叉（基础地质、矿产地质、勘查技术、信息技术、环境、经济等） 综合性、系统性、创造性 点数据面/体数据矿产资源预测评价贯穿矿产勘查的全过程内 涵矿产资源预测评价不同勘查阶段、不同尺度、不同目标小比例尺成矿预测（150万） 划分成矿亚带中比例尺成矿预测（120万 110万） 圈定成矿密集区或矿田大比例尺成矿预测（ 15万） 圈定矿床或矿体潜在地段内 涵不同勘查阶段、不同尺度、不同目标内 涵矿产资源预测评价是开展科学找矿的基础矿产资源预测评价需要回答的主要问题(1) 在研究区是否有工业价值的矿床存在? (2) 如果存在，其

11、规模大小如何? (3) 下一步最佳找矿方向的建议成矿远景预测经济价值预测找矿方向预测内 涵矿产资源预测评价是开展科学找矿的基础内 涵矿产资源评价的“六定”定成矿预测区空间位置与级别定矿产资源种类定未发现矿床数定预测资源量与类别定找矿概率定控矿因素和找矿标志的最有利数字区间内 涵矿产资源评价的“六定”内 涵矿产资源评价的精度与可靠程度问题 一对矛盾体 最佳结合点 预测结果的表达内 涵矿产资源评价的精度与可靠程度问题内 涵矿产资源评价的不确定性问题 地质演化的复杂性 人类观测的局限性 探测数据的多解性 美国地质调查局在20062010年矿产资源计划（MRP）的5年目标中指出“确保未发现矿床潜力得到

12、最新定量评价”，认为“现代化的评价是定量的，通过表现与矿产资源相关的经济可行性和不确定性的形式来估计未发现的矿产资源的数量、价值和产地”，而矿产定量评价进一步改善的方向是“用新的、更精确的方法减少估算的重大不确定性”。 内 涵矿产资源评价的不确定性问题内 涵相似原理相关原理求异原理定量组合控矿原理“惯性”原理基本理论相似原理基本理论相似原理 类比预测法相关原理 归纳预测法求异原理 地质异常预测法定量组合控矿原理 控矿因素定量组合预测法“惯性”原理 趋势外推预测法基本方法相似原理 类比预测法基本方法矿产资源预测评价的五大准则最小风险最大含矿率准则优化评价准则综合预测评价准则尺度对等准则定量预测准

13、则准 则矿产资源预测评价的五大准则准 则摸清家底，为政府决策提供科学依据为矿产勘查服务，减少找矿的盲目性，降低找矿风险中小比例尺矿产预测 勘查工作部署大比例尺矿产预测 指导找矿工作为土地、探矿权评估与转让提供依据矿产资源预测绝不是锦上添花！ 为什么要做矿产资源评价？Why ?摸清家底，为政府决策提供科学依据矿产资源预测绝不是锦上添花！保障未来资源供给全球面临的挑战大会主题：保证未来资源Resourcing Tomorrow: Meeting the needs of a growing population 国际地科联2014年正式启动“保证未来资源供给” （Resourcing Future

14、 Generations，简称 RFG）全球战略行动计划。2050年全球人口将超过90亿且过半数将生活在城市，未来寻找资源和利用资源将面临重大挑战。迫切需要提高对深部和其它前缘领域矿产资源潜力的识别能力。保障未来资源供给全球面临的挑战大会主题：保证未来资源Re能源与矿产资源识别与评价全球变化地质灾害环境地质国际地球科学联合会能源与矿产资源识别与评价国际地球科学联合会保持和更新资源评价所需的地质、地球物理和地球 化学数据库更新与改进全国和全球能源和矿产资源评价工作发展能源和矿产资源评价以及环境影响的综合方法保持和更新资源评价所需的地质、地球物理和地球地球系统科学：21世纪地学研究的突破口地球系统

15、科学：基金委地学部的四大前沿研究领域从局部到全球，从描述到机理，从定性到定量，从模式到预测20世纪板块构造理论19世纪生物进化论21世纪地球系统科学地球系统科学：21世纪地学研究的突破口地球系统科学：基金委地中美贸易摩擦特朗普2017.12下令减少对国外进口矿石的依赖，2018.5联邦政府公布关键矿产目录 (35种)：U、Cr、Mn、V、Ti、Al、Mg、Co、W、Sn、Sb、Bi、PGE、Nb、Ta、Be、Li、Si、Rb、Cs、Zr、Hf、REE、Sc、Ge、Ga、In、Re、Te、As、He、萤石、钾盐、重晶石、石墨双清论坛“中国关键金属矿产战略安全与管理”Li、Be、Rb、Cs、Nb、

16、Ta中美特朗普2017.12下令减少对国外进口矿石的依赖，201Who ?谁在研究矿产资源评价？政府企业科学家各种计划和项目推动全球矿产资源评价计划泛欧洲矿产资源评价全国矿产资源潜力评价企业利益和市场推动找矿方向预测找矿靶区优选个人爱好和兴趣推动自由探索国家目标与服务社会Who ?谁在研究矿产资源评价？政府企业科学家各种计划和项目IAMG国际数学地球科学协会(1968年 )Who ?谁在研究矿产资源评价？中国地质大学数学地质与遥感地质研究所(1978年 )自然资源部资源定量评价与信息工程重点实验室(1994年 )IAMGWho ?谁在研究矿产资源评价？中国地质大学自然资源 在哪儿能找到矿产资源

17、评价方面的研究成果？Where ? 学术期刊、专著 学术会议 专业网站数学地球科学（MG）计算机与地球科学（&G）自然资源研究（NRR）勘查地球化学（JGE）应用地球化学（AG）矿床地质论评（OGR）非线性地球物理（NPG） 在哪儿能找到矿产资源评价方面的研究成果？Whe矿产资源预测评价的基本流程成矿背景研究成矿规律总结矿产预测评价已知未知地质认识模型建立信息获取信息综合远景区圈定地质解释矿产资源预测评价的基本流程成矿背景研究成矿规律总结矿产预测评数字化多尺度综合地学数据预测要素信息综合资源量估算资源量概率预测区分级分类矿产资源预测评价的基本流程数字化多尺度综合地学数据预测要素信息综合资源量估

18、算资源量概率矿产预测方法的进步6种矿产总量预测方法矿床统计预测方法基于GIS的矿产预测方法“三联式”定量预测方法非线性矿产预测方法勘查区找矿预测方法如何满足新领域矿产预测的需要？2D3D定性定量相似类比求异控矿因素定量组合知识驱动数据驱动混合驱动矿产资源评价新进展矿产预测方法的进步2D3D定性定量相似类比矿产资源评价新进展矿产资源评价新进展理论、模型和方法层面：定性预测定量预测单（少量）因素预测综合信息预测单目标预测地质-经济技术-环境联合评价概略估计精细评价相似类比地质异常线性预测非线性预测多元统计预测空间多元统计预测特征分析、信息量法证据权模型、逻辑回归二维预测三维预测 知识驱动、数据驱动

19、混合驱动矿产资源评价新进展理论、模型和方法层面： 知识驱动、数据驱矿产预测评价新进展技术层面：GIS的应用空间分析技术弱信息识别与提取技术叠加信息分解技术空间决策技术建模器技术VR、AR可视化分析技术大数据技术深度学习地质云与找矿服务专业软件的研发与应用矿产预测评价新进展技术层面：地质云与找矿服务New Fields and Challenges矿产资源与能源预测新领域星球极地深部覆盖区海洋New Fields and Challenges矿产资源“三联式”矿产定量预测矿床模型（相似类比）对找矿勘探的贡献找矿难度的日益增大，找矿新领域的开拓等对传统理论方法的挑战新进展一“三联式”矿产定量预测矿

20、床模型（相似类比）对找矿勘探的贡献新相似类比原理的前提假设：在相似的地质环境中产出相类似的矿床自然界对该前提假设的支持与不支持对相似地质环境的简单化理解与误区“相似类比”不是“相同对比”“三联式”矿产定量预测相似类比原理的前提假设：在相似的地质环境中产出相类似的矿床“找矿工作与成矿学研究的同步开展新矿床类型、新找矿领域缺少模型或无模型地质的复杂性、观察的局限性、认识的有限性和阶段性给相似类比带来困难和不确定性相似类比前提假设的问题及度的把握“三联式”矿产定量预测找矿工作与成矿学研究的同步开展“三联式”矿产定量预测求异原理的前提假设：矿床产出于与周边地质环境存在较大差异性的地段物探、化探异常找矿

21、的成败（多解性、简单化处理、套合、孤立脱节）异常的成因与耦合关系研究催生地质异常理论方法的成熟是对相似类比找矿理论方法的重要补充是研究非传统（非常规）矿产资源的有力武器“三联式”矿产定量预测求异原理的前提假设：矿床产出于与周边地质环境存在较大差异性的难 题如何识别、提取、刻划和度量地质异常？如何利用地质异常指导找矿？难 题如何识别、提取、刻划和度量地质异常？（赵鹏大，2002）“三联式”矿产资源定量化预测理论与方法成矿多样性矿床谱系地质异常地质找矿综合信息的数字化及定量化矿化特征的数字化及定量化成矿规律的数字化及定量化（赵鹏大，2002）“三联式”矿产资源定量化预测理论与方法“赵鹏大将地质异常

22、作为奇异值来模拟,考虑了地质异常与矿产空间分布的关系,采用地质异常原理可以圈定矿床靶区.”1990年，克伦宾奖“赵鹏大将地质异常作为奇异值来模拟,考虑了地质异常与矿产空间Page 51MORPAS全国推广培训班时间地点2004昆明市2006三亚市MORPAS用户意见反馈云南“三江”成矿预测图Page 51MORPAS全国推广培训班时间地点2004地质异常的基本概念（Geological anomaly）是指在成分、结构、构造或成因序次上与周围环境有着明显差异的地质体或地质体组合。如果用一个数值（或数值区间）作为阈值来表示背景场的话，凡超过或低于该阀值的场就构成地质异常。地质异常的基本概念（Ge

23、ological anomaly）是致矿地质异常与其他异常的空间关系物探异常化探异常遥感异常GAGA物探异常遥感异常化探异常GA物探异常GA物探异常化探异常遥感异常化探异常遥感异常地质异常是引起物化遥异常的本质因素物化遥异常是地质异常的不同表现形式致矿地质异常与其他异常的空间关系物探异常GAGA物探异常遥感地质异常的成因地质异常是地球层圈相互作用的产物地质异常与地质异常事件互为因果矿产资源是致矿地质异常的产物致矿异常与矿致异常的区别地质异常的成因地质异常是地球层圈相互作用的产物地质异常的圈定方法地质异常的圈定是在求异理论指导下进行，可以区分异常场与背景场，圈定方法有:1. 地壳升降系数（G值）

24、法2. 地质复杂系数（C值）法3. 熵（H值）法4. 地质相似系数（S值）法5. 地质关联度（R值）法6. 综合信息法7. 非线性方法地质异常的圈定方法地质异常的圈定是在求异理论指导下进行，可以地质异常叠加、复合与改造问题 我们今天所见到的地质异常以及地质体复杂的形态和结构实质上是经过了漫长地质历史演化过程，由多次地质异常（事件）叠加、复合、改造的结果。形成时间越晚、所处地质构造环境越稳定的地质异常越容易完好地保存或被记录下来，然而，即便是一些时代久远、又被后期地质作用置换或破坏得支离破碎的地质异常同样可能留下或多或少的、较隐蔽的地质“记录”或“痕迹”。问 题 提 出地质异常叠加、复合与改造问

25、题问 题 提 出地质异常解析（Geoanomaly Analysis） 作为一种分析和解释地质异常体内部结构、构造特征和演化规律，以及致矿机制的方法，其基本研究思路可概括为：在地质调查工作中，在不同尺度上把复杂的地质异常体分解成各个基本要素或异常单体来分别加以研究，着重分析其几何特征、动力学机制、岩浆热事件、变形-变质环境、沉积序列、致矿机理和数学特征等，从地质异常形成、发展、复合、转化、再造的演化过程中，来认识各异常要素或单体在时间、空间和成因上的相互关系，研究它们在成矿过程中所起的作用。地质异常解析（Geoanomaly Analysis） 数学模拟致矿地质异常几何特征分析致矿地质异常数学

26、特征分析致矿地质异常形成环境分析地质异常致矿性分析致矿地质异常解析物理、化学模拟成因机制致矿地质异常综合时间序列空间序列成因序列致矿地质异常序列分析与成矿多样性和矿床谱系关联致矿地质异常解析研究思路数学模拟致矿地质异常几何特征分析致矿地质异常数学特征分析致矿辽宁红透山矿床变质重就位模式（据张秋生）辽宁红透山矿床变质重就位模式（据张秋生）从数学的角度：叠加场（混合分布总体）的合理分解场（分布）的地质意义从地质演化的角度：各阶段地质异常的识别与提取地质异常的数学特征地质异常的分解地质异常的组合模拟反演重建能不能用地质图找矿？从数学的角度：叠加场（混合分布总体）的合理分解场（分布）的The Stud

27、y Case of The Cenozoic Ore-forming Geoanomaly Analysis in northwestern YunnanThe Songpan-Ganzi folded belt The Changdu-Simao folded beltThe Yangtze plateform The study area located in the intersection of 3 tectonic elements and rich in the Cenozoic alkali-rich porphyries and mineral resources The St

28、udy Case of The Cenozoic基于地质异常解析，通过对地质异常事件的层层剥离，动态地研究滇西北地区新生代地质异常演化规律。 根据滇西北地区喜马拉雅亚旋回的构造演化特征，并综合考虑沉积建造、岩浆活动、地层接触关系和同位素特征等因素，以喜马拉雅运动第一、二、三幕为界，可进一步将该区新生代地质异常演化划分为 4 个亚旋回：第亚旋回：更新世全新世第亚旋回：中新世上新世第亚旋回：晚始新世渐新世第亚旋回：古新世中始新世喜马拉雅旋回喜马拉雅运动第三幕喜马拉雅运动第二幕喜马拉雅运动第一幕富碱斑岩侵位富碱斑岩侵位高峰基于地质异常解析，通过对地质异常事件的层层剥离，动态地研究滇The Time

29、Spectrum of the Himalayan alkalic-rich porphyry in northwestern YunnanThe time spectrum curve of the Himalayan alkalic-rich porphyryThe Time Spectrum of the Himal全新世 上新世末期 渐新世末期 中始新世末期The porphyry Cu-Mo-Au series, et al.The porphyry Pb-Zn-Ag-Au series, et al.The porphyry W,Sn,Pb,Zn,Ag,Au series, et

30、al.The lateritic and stream gold deposits, et al.全新世 上新世末期 成矿多样性成矿普遍性成矿偏在性成矿专属性成矿多样性成矿多样性成矿普遍性成矿偏在性成矿专属性成矿多样性成矿多样性现象成矿多样性具有多尺度、多方面的表现如某地区矿种的多样性矿床类型的多样性矿体形态的多样性矿石结构构造的多样性矿物组合的多样性成矿元素的多样性物质来源和控矿因素的多样性蚀变类型的多样性成矿多样性现象成矿多样性具有多尺度、多方面的表现成矿专属性与成矿多样性成矿多样性作为成矿作用的本质特征之一成矿专属性可以视为成矿多样性的一种特例或表现形式（赵鹏大，2002）成矿多样性研究

31、有助于提高综合勘查效率和新类型矿产资源的发现成矿专属性与成矿多样性成矿多样性作为成矿作用的本质特征之一成矿多样性成因机制一次成矿事件单一成矿作用的产物多次成矿事件多种成矿作用复合叠加的产物后期推覆构造将异地形成的没有成因联系的矿产在空间上叠置在一起 成矿多样性成因机制一次成矿事件单一成矿作用的产物2812相关矿产成矿多样性特征滇西北喜山期富碱斑岩实例2812相关矿产成矿多样性特征实例DINo.The porphyry groupMain OreTypesMain & AssociatedOre Types1西范坪岩群 1.50%1.75%2剑川岩群 0.75%1.25%3鹤庆北衙岩群 1.00

32、%1.75%4祥云岩群 1.50%2.50%5姚安岩群 0.75%1.50%滇西北地区喜山期富碱斑岩若干主要斑岩群分布区相关矿产的成矿多样性强度值（DI） DINo.The porphyryMain OreTypes成矿多样性与地质复杂度关系图Preferable ore-finding area成矿多样性与地质复杂度关系图Preferable ore-f矿床谱系成矿多样性的某种规律性序列表现就是矿床的一种谱系，矿床的规律性序列可以表现在成因上、规模上、成分上、数量上、质量上以及它们的组合上，但最基本地是表现在成矿时间上和成矿空间上的 “有序性” 和 “成套性” 。矿床谱系成矿多样性的某种规律

33、性序列表现就是矿床的一种谱系，矿岩 浆 型斑 岩 型隐爆角砾岩型古洞渣型淋 积 型古炉渣型矽卡岩-角岩型砂 矿 型改 造 型红 土 型残坡积型热液脉型岩 体接 触 带围 岩开发早期表生期热液期岩浆期地 表TSG滇西北富碱斑岩相关矿床系列时-空-因结构模式实例岩 浆 型斑 岩 型隐爆角砾岩型古洞渣型淋 积 型古炉渣型矽滇西北喜山期富碱斑岩综合成矿时间谱系实例滇西北喜山期富碱斑岩综合成矿时间谱系实例地质异常成矿远景地段圈定（“5P”找矿地段圈定） 地质异常成矿远景地段圈定（“5P”找矿地段圈定） Case studyThe location of Gejiu mineral district. T

34、he boxes show the study areas of three scales. Gejiu, Yunnan is one of the most important tin and copper mineral districts and is well-known for its world class in tin deposits and tin production. The location of Gejiu mineral district is shown as follow.Case studyThe location of Geji一个复杂而统一的成矿体系 锡铜

35、多金属成矿发生在燕山晚期，喜山期碱性岩体则与K、Au等矿化有关。因此，燕山晚期的构造岩浆活动是个旧最重要的致矿地质异常事件。成矿热液源于花岗岩岩浆侵位，花岗岩浆期后热液及地下水混合流体在岩体热力驱动下构成了一个复杂而统一的热液成矿体系。 （据罗君烈等, 1995）一个复杂而统一的成矿体系 （据罗君烈等, 1995）成矿地质背景个旧杂岩体薄竹山杂岩体都龙杂岩体燕山期拉伸环境成矿地质背景个旧杂岩体薄竹山杂岩体都龙杂岩体燕山期拉伸环境（据谢学锦、刘大文，2002）（据谢学锦、刘大文，2002）燕山期构造岩浆事件与成矿响应陆壳重熔型（主导） 斑状花岗岩阶段 早期：偏基性粗斑状花岗岩 147Ma 晚期：

36、疏斑状花岗岩 90-100Ma 粒状花岗岩阶段 早期：中粗粒等粒状黑云母花岗岩 81-84Ma 晚期：中-细粒黑云母花岗岩 81Ma壳幔混熔型（少量） 燕山期构造岩浆事件与成矿响应 Probable ore-finding areaMaps scale: 1:500000*Prediction method: Single GA Permissive ore-finding areaMaps scale: 1:200000*Prediction method: Fuzzy Logic1P2P Probable ore-finding areaMaps Preferable ore-findin

37、g areaMaps scale: 1:50000* Prediction method: Weights of Evidence 3PPotential ore resources area4PMaps scale: 1:10000*Prediction method: Comprehensive GA Preferable ore-finding areaMa Perspective ore body areaMaps scale: 1:2000*Prediction method: 3D Model Assessment5P Perspective ore body areaMaps马吃

38、水勘查区大白岩勘查区芦塘坝勘查区13-2 勘查区累计预测 Sn资源量12.93万吨 马吃水勘查区大白岩勘查区芦塘坝勘查区13-2 勘查区累计预测发现个旧新的矿床类型：深部岩体内带蚀变岩型（钾化带）Cu-Sn-W矿床绿帘石化硅化含矿花岗岩钾长石化硅化含矿花岗岩含萤石钾长石化含矿花岗岩钾长石化含矿花岗岩绿帘石化花岗岩含电气石脉的绿帘石化花岗岩硅化花岗岩黄铜矿化花岗岩 目前10个钻孔见矿，Cu最高品位7%、Sn最高品位2%，W最高品位0.7%，单层最大矿体真厚度30米。发现个旧新的矿床类型：深部岩体内带蚀变岩型（钾化带）Cu-参考文献赵鹏大，池顺都1991初论地质异常地球科学，16(3)：241-2

39、48赵鹏大，孟宪国 1993地质异常与矿产预测地球科学，18(1)：39-47赵鹏大，王京贵，饶明辉，等1995中国地质异常地球科学，20(2)：117-127赵鹏大，池顺都，陈永清1996查明地质异常：成矿预测的基础高校地质学报，2(4)：361-373赵鹏大，陈永清，刘吉平，等1999地质异常成矿预测理论与实践武汉：中国地质大学出版社赵鹏大，陈建平，陈建国2001成矿多样性与矿床谱系地球科学，26(2)：111-117赵鹏大，陈建平，张寿庭2003“三联式”成矿预测新进展地学前缘，10(2)：455-463Zhao P.D., Cheng Q,M, Xia Q,L, 2008. Quant

40、itative Prediction for Deep Mineral Exploration. Journal of China University of Geosciences, 19(4): 309-318Zhao, P., Xia, Q., 2010, “5P” Areas: A New Approach for Delineation Targets in Mineral Prediction. , 1, 234-243赵鹏大2015大数据时代数字找矿与定量评价地质通报，34(7)：1255-1259参考文献赵鹏大，池顺都1991初论地质异常地球科学，1非线性矿产预测地球科学是复杂

41、性科学（Big Science）地质过程（包括成矿事件及其结果）的复杂性难以用线性数学理论来准确描述非线性理论（分形、混沌）在固体地学中应用的得与失新进展二非线性矿产预测地球科学是复杂性科学（Big Science）地质学（包括成矿预测）研究的多是概率统计规律数理统计：随机场、随机抽样的独立性地质统计：抽样的不独立性地质体（含地球物理场、地球化学场）具有空间结构性非线性矿产预测地质学（包括成矿预测）研究的多是概率统计规律非线性矿产预测难 题如何解决分形的空间统计性问题？如何识别、提取深部隐伏源弱、小、隐蔽异常？如何合理分解复杂地质背景下背景与异常以及叠加异常？难 题如何解决分形的空间统计性问题

42、？针对复杂地质背景区深部隐伏矿床勘查，传统理论和方法的局限性进一步显露出来制约找矿取得突破的技术瓶颈：如何排除复杂背景的干扰而有效地区分矿与非矿异常？如何判断深部隐伏源引起的弱缓矿化异常？非线性理论的引入可为研究成矿系统的复杂性以及预测和评价矿产资源提供新思路和新途径。而其核心问题就是要首先解决空间统计性 非线性矿产预测针对复杂地质背景区深部隐伏矿床勘查，传统理论和方法的局限性进（成秋明，2006）非线性矿产定量理论与方法（成秋明，2006）非线性矿产定量理论与方法Huang and Turcotte, 1990Bak, 1987, 1988自组织临界性表明: 在复杂系统的输入是常量条件下,

43、输出为一系列 “崩塌” (avalanches)事件,结果服从 “频率-大小” 分形统计分布 In self-organized criticality, the “input” to a complex system is constant, whereas the “output” is a series of events or that follow a power-law (fractal) frequency size distribution.砂堆模型-分形动力学(The Sandpile Model)Huang and Turcotte, 1990Bak, 1砂堆动力学模型 “

44、频率-大小”分形统计分布 (frequency-magnitude statistics)崩塌事件发生频率崩塌事件结果的大小砂堆动力学模型 “频率-大小”分形统计分布 (freque美国南加洲地震（1932-2007）“个数-大小”分形关系北美斑岩铜矿分布图Don Singer, 2005北美洲斑岩铜矿“个数-品位”分形关系Gutenberg-Richter Relations事件发生的“频率-大小”全局性统计幂率分布（单个分形模型），不考虑事件本身的特点, 无时-空预测性。美国南加洲地震（1932-2007）“个数-大小”分形关系北Volcanoes 火山Hurricanes 飓风Wildf

45、ires 野火Floods 洪水Earthquakes 地震Landslides 滑坡Tsunamis 海啸Mineralization 成矿 Volcanoes 火山Hurricanes 飓风Wi “密度面积”或“能量时间”多重分形模型成矿奇异性事件： 在狭小的空间间隔中，产生物质超常富集的事件。事件结果服从“密度-面积（尺度）”多重分形模型。 “密度面积”或“能量时间”多重分形模型成矿奇异性事件： 局部奇异性原理与隐伏矿致弱异常提取方法和GIS技术局部奇异性分析原理与弱信息提取 局部奇异性原理与局部奇异性分析原理与弱信息提取矿产资源定量预测与评价新进展课件May 12-16May 17Ma

46、y 25July 23-24汶川地震 May 12 July 24, 2008“地震裂度-面积”May 12-16May 17May 25July 23-2Extraction of information caused by deeply buried ore bodies奇异性理论如何用于深部矿和覆盖区找矿信息获取奇异指数（分维数和形态）与比例尺和深度无关分形密度(异常强度和大小)与比例尺或深度相关Extraction of information caus奇异性指数a=0.42奇异性指数度量地球化学元素含量的局部空间结构维数，规避异常规模和异常源埋深的影响，能有效识别和提取成矿弱信息。地

47、球化学图奇异性指数计算模型奇异性指数计算模拟如何刻画奇异性？奇异性指数a=0.42奇异性指数度量地球化学元素含量的局部 如何刻画奇异性 如何刻画奇异性成岩事件成矿事件成矿事件频率-大小密度面积能量时间成岩事件成矿事件成矿事件频率-大小密度面积 化探元素因子得分图Scores on first principal component (Sn-Cu-Pb-Zn-As-Cd)奇异性指数空间分布图a-value (Sn-Cu-Pb-Zn-As-Cd) Cheng, 2007, Ore Geology Review 化探元素因子得分图奇异性指数空间分布图东天山戈壁、沙漠分布区特矿有关地球化学异常提取成功

48、应用戈壁、沙漠覆盖区火山岩型铁矿东天山戈壁、沙漠分布区特矿有关地球化学异常提取成功应用戈壁、 广义自相似原理与复合-叠加异常分解方法和GIS技术成矿异常分解新方法A(x): 形态各向异性 广义自相似原理与成矿异常分解新方法A(x): 形态各向异性空间域全局奇异性（C-A）模型（Cheng, 1994）空间域全局奇异性（C-A）模型（Cheng, 1994）频率域奇异性（S-A）模型（Cheng, 1999）A(S) S -2d/sSpatial PatternSpectral energy density S(w)ASw = 0频率域奇异性（S-A）模型（Cheng, 1999）A(Scale

49、 BreaksLog A(S) = c 2d/s Log SSpectral energy density S(w)ASw = 0Scale BreaksLog A(S) = c 2d广义自相似性-空间域中呈多样性而在特征域表现为自相似性空间域 C-A模型频率域 S-A模型特征域 N-l模型沃尔什域W-A模型 提出了多重分形广义自相似模型：C-A模型、S-A模型、N-l模型、W-A模型，建立了多个空间研究广义自相似性模型，形成了有效的叠加-复合异常分解模型、方法和GIS软件技术。多重分形方法广义自相似性-空间域中呈多样性而在特征域表现为自相似性空间 空间叠加场 空间分解场AnomalyBack

50、ground广义自相似原理与叠加异常分解空间域、傅立叶变换、特征变换、沃尔什变换变换 逆变换S-A、N-l、W-A广义自相似模型变换空间 空间叠加场 空间分解场AnomalyBackground广综合信息集成与矿产资源定量预测Cheng, 2008, Math. Geosciences综合信息集成与矿产资源定量预测Cheng, 2008, 通过各证据图层的叠加，远景区面积减少，而矿床（点）的密度增加，也服从“密度-面积”模型。即将证据权方法的后验概率拓展到奇异性范畴。通过各证据图层的叠加，远景区面积减少，而矿床（点）的密度增加“成秋明介绍了一种新的分形和多重分形方法,并有效地用于二维频率域致成

51、矿异常和背景的分解,成功圈定了岩浆热液型铀-锡-钨矿找矿靶区”2008年，克伦宾奖“成秋明介绍了一种新的分形和多重分形方法,并有效地用于二维频GeoDAS 技术国际培训班2000多伦多2001智 利2002萨斯克同2002多伦多2003加拿大2004意大利2004渥太华2006巴西2008北京2009杭州 西安 成都2012武汉GeoDAS 国际用户 政府：美国地调局加拿大地调局中国地调局意大利地调局巴西地调局大学： 南非大学Naple 大学巴西国立大学美国内华达大学渥太华大学矿业公司：BHP, Barrick， WMC， INCO，AVRD， Cominco， M.I.MGeoDAS 技术国

52、际培训班2000多伦多2001智 利20雅喜马拉成矿域环太洋域成矿古 亚 洲 成 矿 域印度大陆特提斯特提斯演化、青藏高原隆升与成矿响应（李文昌等，2005）雅喜马拉成矿域环太洋成矿古 亚 洲 成 矿 域印度多岛弧盆成矿模式大洋板块大陆沟-弧-盆成矿模式海沟岛弧斑岩铜矿弧后盆地块状硫化物“三江”地区古生代中生代增生造山成矿系统（李文昌等，2005）多岛弧盆成矿模式大洋板块大陆沟-弧-盆成矿模式海沟岛弧弧后盆云南“三江”地区成矿信息非线性提取S-A模型云南“三江”地区成矿信息非线性提取S-A模型 广义自相似异常分解方法应用实例云南兰坪盆地铅、锌地球化学异常分解和靶区预测锌总量锌靶区预测靶区 I金

53、顶超大型矿床预测靶区 II预测靶区 III预测靶区 IV 广义自相似异常分解方法应用实例云南兰坪盆地铅、锌地球 弱小异常识别与提取方法应用实例列入“云南省找矿行动计划”重点，获找矿突破 弱小异常识别与提取方法应用实例列入“云南省找矿行动计划”个旧锡铜多金属矿床找矿预测危机矿山深部找矿个旧锡铜多金属矿床找矿预测危机矿山深部找矿在个旧矿集区通过绘制水系沉积物中元素含量分布的奇异性，凸显出深部隐伏矿体引起的弱异常，并以此有效地圈定了传统方法不易发现的西区找矿目标。勘查成熟区深部埋藏区弱信息提取传统方法地质剖面异常下限异常下限深部隐伏矿体浅部探明矿体在个旧矿集区通过绘制水系沉积物中元素含量分布的奇异性

54、，凸显出S-A Plot showing Power spectra vs AreaAnomalyBackground原始组合数据Raw data(mixing)AnomalyBackgroundS-A Plot showing Power spectra重力剖面异常加权主成分分析、N-l异常分解多重分形方法用于常量元素与重磁混合模型识别岩体重力剖面异常加权主成分分析、N-l异常分解多重分形方法普雄米甲冲通过成矿弱信息提取技术，不仅能圈定东区异常，还能凸显西区弱异常。共圈定13个预测靶区，其中西区6个，现已发现米甲冲、普雄铅锌矿床。东区西区传统方法圈定地球化学异常图成矿弱信息提取后地球化学异常

55、图个旧矿集区地质图普雄米甲冲通过成矿弱信息提取技术，不仅能圈定东区异常，还能凸多重分形谱系成矿系统的“有序性”、“成套性” 等序列。成矿分形谱系与成矿统计预测金属矿床成矿系列组合模式1. 脉状矿体 2. 似层状、脉状矿体 3 矽卡岩中硫化矿体矿异常在特征空间中分布谱系矿异常在傅立叶空间中分布谱系矿床矿体品位吨位分形模型矿床分布与奇异指数后验概率图奇异指数频率分布图9%奇异地段包含60%的矿床多重分形谱系成矿系统的“有序性”、“成套性” 等序列。成参考文献Cheng, Q., Agterberg, F.P., Ballantyne, S.B. The separation of geochemi

56、cal anomalies from background by fractal methods. Journal of Exploration Geochemistry, 1994, 51(2): 109-130.Cheng, Q., The gliding box method for multifractal modeling. Computers & Geosciences, 1999, 25(9): 1073-1079.Cheng, Q., Agterberg, F.P., Fuzzy weights of evidence method and its applications i

57、n mineral potential mapping. Natural Resource Research, 1999, 8(1): 27-35.Cheng, Q., Xu, Y., Grunsky, E., Integrated spatial and spectrum method for geochemical anomaly separation. Natural Resources Research, 2000, 9(1): 43-51.成秋明. 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. 地球科学中国地质大学学报, 2006, 31(3): 337-348.Cheng, Q., Mapping singularities with stream sediment geochemical data for prediction of undiscovered mineral deposits in Gejiu, Yunnan Province, China. Ore Geology Reviews, 2007, 32 (1-2): 314-324.Cheng, Q., Non-linear theory and power-law models for information integration