矿产储量计算与化探计算机应用的研究与开发

2015-12-25


黄竞先 李春霞

地质统计学和地球化学是较早涉猎于计算机应用领域的科学研究。

一、地质统计学在矿产储量计算中的应用及其影响因素的研究

1)概述

矿床中金属品位的变化是较复杂的,它既不像地质学家所考虑的那样具有充分的连续性,也不像统计学家所引为基础的随机性,它是二者的结合,即品位分布既有连续性也有随机的特性,地质界很多其它变量也均有此类特性,这正是这一新的储量计算方法—地质统计学名词的由来。

地质统计学把变量这种连续-随机的双重性看成是它的区域化特性,并把变量称之为区域化变量。区域化变量这一概念引进矿产储量计算,无疑增加了计算结果的可信度,更可贵的是,此法还能给出衡量估计精度的克立格估计方差,这正是该法有别于传统储量计算方法的独到之处,也正因为此,地质统计学在西方发达国家无论采矿或是地质勘探等方面均得到广泛应用。

2)我所的工作状况

自七十年代末八十年初地质统计学引入我国,我所即积极参与对该法的推广、研究及应用。我们与首钢地勘公司等率先在冶金、有色及其它一些系统以举办“学习班”和“培训班”的形式进行地质统计学方法的普及和推广。除了引进国外有关地质统计学专著外,还集自我认识及实践经验编著了“地质统计学及其在矿产储量计算中的应用”一书(侯景儒黄竞先地质出版社1981)。理论推广的同时,还先后在河北迁安铁矿北山矿体、江西德兴铜厂、湖北大冶铁矿尖山尖林山矿体等用该法进行储量计算试验。1983年,我所与首钢地勘公司、中南冶金地勘公司、广东地勘公司等七个单位同获冶金部科技进步三等奖。

为了对地质统计学储量计算的影响因素有进一步的了解,1995—1996年我们选择云南曼家寨铅锌矿1,24,29号矿体及内蒙查干布拉根银铅锌矿的1,2号矿体进行储量计算时,着重对以下影响因素进行了研究:1)工业指标的利用;2)矿体边界的圈定;3)参与估计的信息样的确定;4)如何利用矿化样及组合样的合理选择;5)对特高品位的处理,如何区分特高品位和”风暴样”;6)变异参数—变程、块金、基台对储量估计的影响及它们的合理选择;7)估计邻域大小及信息样多少对品位估计的影响。

对上述问题我们虽提出了看法。但由于缺少优良的软件系统,不但给课题研究带来不少困难,也给研究结果带来了不确定性。

二、建立重点成矿区带地质物探化探数据库

重点成矿区带地质、物探、化探数据库是有色总公司下达的“85”期间科研项目。成矿区带地、物、化信息既多又广,长期以来大部分资料均散布在各部门、各单位的生产、科研报告中,区带地、物、化数据库的建立可对这些资料进行通一管理,使之充分用于区带找矿工作。

地质、地球物理探矿(物探)和地球化学探矿(化探)三大门类各自有着很不相同的专业特性和包含着庞大的信息量,如何围绕区带找矿这一目标,在繁多的地学资料中选取有用的信息进入数据库?在充分考虑了有色系统区(亚)带找矿特点,获取资料的可能性,方法手段的有效性以及管理、生产、科研等不同用户对资料的需求等因素后,确定了重点成矿区带三个专业库包括如下的信息范围:

地质库包括:

区域概况:它包括成矿区带、亚带所处地理位置,区内地质工作简史,各个国民经济五年计划时期各类矿产规划储量及实际储量统计数;

区域地质:综述成矿亚带或矿田内区域地质特征,包括大地构造演化特征及各演化期所形成的主要矿产,区内地层、构造、岩浆岩的特性,成矿亚带内不同时期,不同规模,不同类型的各种矿产储量;

矿床(点):这一部分记录区内已知矿床(点)的地质工作程度,地质条件,矿床各级储量,矿床(点)遥感影象特征及物化探、重砂异常特征;

测试分析数据:包括矿田和矿床(点)内各类样品的测试分析数据,其中有:微量元素分析,岩石全分析,稀土分析,同位素年龄测定,同位素分析和包体分析。

化探库:主要存放1:5万不规则测网的水系地球化学或土壤地球化学测量数据,1:2.5万,1:1万等中、大比例尺规则网异常检查数据(岩石地球化学或土壤地球化学测量),区域地球化学剖面、背景资料,元素综合异常信息(包括异常地质特征,综合异常内各单元素异常特征等)。

物探库:包括航磁,地面重磁及电法等物探方法,库中既可存放大、中比例尺规则和不规则面积性物探测量数据,也可存放剖面数据,此外,还有异常综合信息等资料。由于微机存贮量的限制,库中仅仅存放自航磁剖面上摘取的离散型观测数据,不包括实测航磁数据,也未包括诸如瞬变电磁法,CSAMT法,MT法等连续观测记录的数据信息,这类数据有待数据库的进一步开发而予以管理。

地质库无论规模和内容都比较庞大,成矿区域按规模和矿种又可分为亚带、矿田、矿区三个层次,而每个层次中常常涉及到相同的一些地质要素,如地层、构造、岩浆岩,也就是说,亚带有亚带的地层、构造、岩浆岩,矿田有矿田的地层、构造、岩浆岩,而具体到一个矿区或矿床,又有矿区内的地层、构造、岩浆岩,而对于各种岩类,常要通过其岩石名称、颜色、结构、构造、蚀变、矿物组合等属性来进行描述,对于构造,则要描述构造类型、破坏程度、成矿关系等属性,若在每一层次都进行如此描述,数据库不但庞大,而且冗余量大。为解决这一矛盾,我们遵照关系数据库规范化特点——不能有重复组(表)和不能有组字段,以及充分考虑数据库实体间1对1,1对多和多对多的关系后,对诸如侵入岩,火山岩,沉积岩,断裂,褶皱等重要地质要素分别作为亚带,矿田或矿床的各个共性实体,进行统一描述,然后通过增设“地质要素编号”数据项这一外部键来实现不同实体间的联系,进而显示不同区域级别中的地质信息。此处所谓地质要素编号,对于侵入岩体就是岩体编号,对于火山岩就是火山岩编号,对于断裂就是断裂编号,如此等等。例如,若要了解某矿床内侵入岩的特性,只要根据实体“矿床地质条件”(见数据库结构表DE)的“地质要素编号”一栏中侵入岩体的编号,即可在实体“主要侵入岩岩体”(表BEB)中以与其相同的“岩体编号”数据项值查到该岩体的属性。

为了数据库的统一和标准化,三个库均引入了众多的词码表,词码表的加入给数据的输入,信息的交换、共享带来了方便,同时也可节省数据库的存贮空间,但却给数据检索带来了大量表间交叉工作量。选择ORACLE关系数据库管理数据,即数据库由一系列表组成,成矿区带地质、物探、化探数据库由化探库有16个库表,物探库23个库表,地质库36个库表,另有词码表多个(物,化探库14个,地质库34个)。

成矿区带地质、物探、化探数据库的研制于1994年完成,并获1996年获得有色总公司科技进步三等奖。参加单位有:有色总公司北京矿产地质研究所、北京科技大学、湖南有色247队、辽宁有色地勘局。



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