成矿规律与成矿预测.doc

一、成矿规律与成矿预测概论1.成矿规律学:是应用地学理论来研究矿床的形成、时空分布及其演化规律的学科，是指导矿床勘查，进行成矿预测的基础.2.成矿预测是根据成矿规律或矿化信息,按一定的方法和程序对不同规模的矿化单元(矿带\矿田\矿体)的产出位置、矿化类型、资源量等的预测成矿预测通常包括(1)定性预测：概念预测：利用矿床分布的概念模式预测矿床2)定量预测：矿床统计预测：根据矿床分布的统计规律预测矿床前者是后者的基础，后者是对前者的定量化表达以成矿规律为基础的成矿预测工作，是矿床勘查工作创新的基本途径 二、成矿地质背景和控矿地质因素分析1.成矿地质背景形成矿床的各种地质作用（事件）、成矿条件和控矿因素的总和最基本的控矿因素:(1)地层(岩性)(2)构造:褶皱:背斜和向斜断裂:压\张\扭性断裂(3) 岩浆岩: (a)超基性(科马提岩/橄榄岩）：Ni\Cu\Cr\PGE(b)基性岩（玄武岩/辉长岩）:Fe\V\Ti(c)中性岩（安山岩/闪长岩）：Fe、Cu、Pb、Zn、Au(d)酸性岩（流纹岩/花岗岩）：W、Sn、Bi、Mo、Li、Be、Nb、Ta(e) 碱性岩（正长岩）：Au、Cu、Mo不同类型的矿床具有不同的成矿地质背景和控矿因素组合。

2.地质异常（1）由地质异常事件形成的物质组成、结构构造、成因序次与围岩具有显著差别的地质体；（2）小概率事件形成的稀有地质体，服从统计规律；（3）矿床是典型的地质异常体3.控矿因素(1)地层(岩性)控矿(2)构造(褶皱+断裂)控矿(3)岩浆岩控矿:成矿专属性(4)地球化学(元素丰度+挥发分)三、成矿时空分布规律1.成矿期\成矿域一定的成矿物质在一定地质时期的某些地区或一定地区的某些地质时期内的富集规律1)这种有利于某种矿产或多种矿产富集的地质时间区间称为成矿期2)有利于成矿的区域成为成矿省(带\矿集区) .2.研究意义在研究成矿规律时，采用成矿期、成矿省、矿化分带性等概念能够针对性地查明矿化在时间上和空间上的分布规律，认识地质发展历史中成矿作用在区域(全球性和地域性)和局部范围内的演化进程，从而有助于查明矿化富集的时间和地点3.纵横我国的三大成矿域(1)古亚洲成矿域(东西向)（a） 时代：加里东-海西期（亿年）(b)主要金属矿产:Au、Cu、Pb、Zn(c)典型矿床:喀拉通克、黄山铜镍硫化物矿床，土屋-延东斑岩铜矿, 阿舍勒 VMS 铜锌矿 床，多宝山斑岩铜钼矿床，团结沟斑 岩金矿床；白音诺尔铅锌矿床(2)滨太平洋成矿域(北东向)（a） 时代：燕山期(b)主要金属矿产:Au、Ag 、Cu、Pb、Zn、W、Sn、Sb (c)典型矿床:胶东金矿床、德兴斑岩铜（金）矿床、银路岭银铅锌、矿床 西华山钨矿床、大厂锡矿床、锡矿山锑矿床(3)特提斯成矿域(北北西向)（a） 时代： 印支-喜山期(b)主要金属矿产:Cr、Au、Cu、Pb、Zn、Sn (c)典型矿床:罗布莎 Cr 矿床、老王寨 Au 矿床、玉龙、普朗斑岩 Cu 矿床、兰坪 Pb-Zn 矿床、腾冲 Sn 矿床四、成矿物质来源与判别标志1.成矿物质来源成矿物质的来源在理论上只有如下几种可能.(1)宇宙源:加拿大 Sudbery 岩浆型 Cu-Ni-PGE 硫化物矿床(2) 上地幔源:与基性超基性岩有关的岩浆 Cr-Ni(Co)-Cu-V-Fe(Ti)矿床(3)地壳源:与(地)壳源花岗岩有关的 W-Sn 矿床(4) 过渡类型: 与花岗岩有关的一些 Cu-Au 矿床 2. 判别标志（1）同位素：S、Pb、H-O、Sr、Sm-Nd （2）稀土元素3.共生组合规律(1)火山热液 Au-Ag 矿床 (2)斑岩 Cu-Mo\Cu-Au 矿床 五、成矿模式与找矿模型1.矿产资源体的基本属性(1) 矿床的地质属性：矿床可视为由某种地质异常事件形成的、在结构构造和物质组成上与周围环境具有显著差异的地质体或地质体组合。

(2) 经济技术属性：矿床可视为在现有经济技术条件下可开采具的具有商业价值的地质体 (3) 统计属性：矿床可视为在地壳形成、发展和演化过程中小概率地质事件形成的稀有地质体矿床作为小概率地质事件形成于特殊地质环境下的具有商业利用价值的稀有地质体服从概率统计规律4)矿产资源体的等级性：区域成矿学研究表明，成矿元素通常富集在不同尺度的地质成矿单元中，譬如矿体、矿床、矿田、矿带以及成矿省等在同一等级的矿产资源体中，矿化是连续的；矿化的不连续性仅存在于不同等级的矿产资源体之间这一事实告诉我们，在矿产勘查中，寻找不同等级的矿产资源体，需要设计不同的勘查尺度目前的矿产勘查，是在重要成矿区带中寻找新的矿床或矿田在一个已知矿床内开采的新矿体通常被视为矿床的资源潜力；而在矿田内发现一个矿床则被视为矿田的资源潜力；同样，在矿带内发现一个新矿田被视为矿带的资源潜力2.成矿模式表达矿床如何形成与控制因素的模型称为成因模型． 3.找矿模型描述矿化特征和找矿标志的模型称为找矿模型（G F Bonam-Carter1994）．矿床的成因模型和找矿模型是致矿信息集成的地质基础因为它们集中体现了成因相同（或相近）一类矿床形成和分布的控制因素和矿化标志。

在资源评价中，这种模型可被视为特殊矿床类型地质特征空间分布的理想表达，并能够用于指导制定矿产勘查战略 4.地质异常数字找矿模型地质异常数字找矿模型的建立主要包括两部分内容：一是在上述工作的基础上建立地质异常概念模型；二是据其概念模型构造资源预测变量，通过对变量的赋值、优化等程序，最终建立数字找矿模型5. 单元划分(1)划分原则①统计样品条件ａ：样品定义的统一性:代表母体,反映母体特征;ｂ：单元应具有一定数量,保证形成具有一定容量的样本,以对母体特征作出较准确的估计;Ｃ：单元应具有一定的独立性,以保证抽样的随机性,形成简单随机样本,有利于样本分布的估计.②：地质条件ａ： 单元既是统计样品,又是资源的载体,保证单元信息的完整性;ｂ：单元的等级性;Ｃ：单元划分应以反映矿产资源体与异常标志之间的客观联系为目的.③：满足资源预测技术要求单元划分的目的是通过已知单元异常特征和标志的研究建立预测模型,对未知单元的资源特征和潜力进行评价.因此,必须考虑模型单元与预测单元之间信息的平衡性(直接信息与间接信息).（２）类型①规则单元网格单元②.自然单元 ａ：地质体单元定性划分;矿体往往位于地质体内,接触带和地质体外.ｂ：地质异常单元以网格单元为样品单元,样品单元大小根据预测尺度而定;综合致矿信息定量标度的样品异常单元集合.六、基于 GIS 矿产资源潜力评价技术１．直接找矿信息:蚀变矿化露头２．间接找矿信息:区域地物化遥信息3.数据模拟(Data modeling): 系指关于定义和组织现实世界的数据到一个一致性数字数据库的过程4.数据模型(Data model):根据某种结构对数据的逻辑组织被称为数据模型(Data model)。

根据数据模型能够描述现实世界数据结构(Data structure) 能够被选择以表达数据模型5.数据库(Database)是需要维护和使用的内在相关关系数据的集合数据库管理系统(DBMS) 是一个软件系统，用于储存、编辑、显示数据库中的数据6. 空间数据结构(1) 栅格数据结构 栅格数据结构中,地理空间作为一个整体被划分为规则的格网,空间位置由格网的行、列表示；网格的大小表示分辨率2) 矢量数据结构矢量数据结构基本类型是“面条（Spaghtti）”结构，点被表示为一对空间坐标，线被表达为串坐标对，面被表达为封闭的环线或多边形空间物体被视为图元（Graphical Elements）7. 属性数据 记录在数据库中的物体的属性数据（Attribute Data）能被划分为三类：空间属性、时间属性和语义属性空间属性（Spatial Attributes ）：空间属性记录的数据包括空间物体的位置，拓扑和几何关系等GIS 的功能之一是能够将一种坐标系下的空间数据转换到另一坐标系，结果使具不同投影的图件能够对比非空间属性（Nonspatial Attributes）：在 GIS 系统中涉及的空间物体的时间和语义属性通常称为非空间属性。

时间属性：包括地质体形成的时代或数据收集或测试的时间语义属性：指空间物体除时间和空间属性以外的性质，譬如岩石类型、矿床的品位和储量等测量尺度（Measurement Scales）：测量是根据操作定义赋予观测对象一定值的过程8.空间数据模型(Spatial data model)是对数字空间信息及其联系的数学描述，表达数据实体之间的联系形式空间数据库中数据之间的联系，主要通过数据模型来实现数据模型通常具有两种描述功能：(1)数据内容的描述;(2)数据之间联系的描述而面向对象数据模型和面向对象的空间数据库一直是地理信息系统领域所追求的目标空间对象是地面物体或地理现象的抽象对象（Object）是该数据模型的核心，是客观世界中的实体在问题空间的抽象空间对象是空间实体的数值化表达空间地质实体系指现实世界的自然实体9.空间数据的特性空间数据描述地球上各种空间实体的空间、时间特性和专题属性空间特性:系指实体位置的识别与数据相联系，其分布具有区域性；时间特性:系指实体具有明显的时间分布，即动态变化的时序特性；专题属性:系指在同一位置具有多个属性的多维结构特性10.空间信息与空间知识空间信息（Spatial information）是客观反映空间实体本质特征和空间分布规律的空间数据，可用来减少预测事物发生、发展和结果的不确定性。

空间数据是空间信息的载体，空间信息是空间知识的载体空间信息具有多维结构的特征，即在同一空间位置上具有多个专题和属性信息结构空间知识（Spatial knowledge）是一个或多个信息关联在一起的有应用价值的信息结构（李德仁等，2006）从空间实体→空间数据→空间信息→空间知识的发展反映人类认识自然和利用自然的巨大飞跃事实上，资源评价的过程是一个从数据→信息→知识决策的过程11.空间数据分析与模拟空间数据分析的目的是提取与集成意欲揭示蕴涵在海量数据中的空间地质体本质特征、内在联系和组合规律空间信息提取面向具体领域，具有特定的前提约束条件和相对性提取与集成空间信息是根据空间数据的特点，利用信息提取的数学地质方法，按照一定的度量值和阈值从海量地学空间数据中提取与集成信息12.空间滤波 滤波通常有三种形式：低通滤波、高通滤波和带通滤波1) 低通空间滤波（Low-pass Spatial Filtering）:系指移出高频变化，而让低频信息通过的滤波，其结果是强化区域变化规律，抑制局部变化特征；滑动平均（Moving Average）技术就是典型的低通滤波2) 高通空间滤波（High-pass Spatial Filtering）:允许高频信息通过，而移出低频信息，其结果是淡化区域变化特征，放大局部空间特征。

高通滤波图像被定义为原始图像减去低通图像，边缘增强图像定义为原始图像的2 倍减去低通图像 (3) 带通空间滤波（Band- pass Spatial Filtering）:代表了图象处理的最普通方式，它仅允许特殊频率的信息通过；事实上，低通空间滤波和高通空间滤波是带通空间滤波的两个特例应用 GIS 研究资源潜力分三个步骤：（1）建立 GIS 空间数据库；（2）提取找矿信息，建立空间异常模式；（3）预测评价矿产资源潜力七、主要矿床类型的大地构造背景与地史分布主要矿床类型成矿地质背景成矿机制 时间分布空间分布大地构造单元斑岩铜矿科迪勒拉造山带，与岛弧作用、俯冲岩浆作用或与来自俯冲改造地幔岩浆密切相关斑岩系统与长期活动的大体积的弧岩浆岩套相联系构造控制斑岩岩浆向上地壳的侵位，影响转换岩石圈结构及其区域大地构造格局的构造应力可能通过提供相对渗透的路径影响岩浆上升的位置显生宙，前寒武纪洋内。