成矿规律与预测1

相似类比理论在一定地质条件下产出一定类型 的矿床，通过已知矿床建立成矿模型；从定性 类比到定量类比，引人一些定量的类比指标， 如成矿有力度、因子分析、相关分析、类比参 数的关联度等。应用类比方法进行预测时，往 往忽略了新矿类型的预测，因此，赵鹏大院士 提出了“求异”原则的重要性，同时创造性的 提出地质异常致矿理论。 地质条件组合控矿理论，矿床形成受多种因素 的控制；有些是主导因素，有些是有利因素， 有些是不利因素。多种因素的匹配和藕合决定 了矿床的形成和优劣。
矿产勘查历史发展的三个阶段
从世界各国的找矿与矿产勘查，大致都经历了下述三 个阶段： （1)直接找矿阶段 找矿产勘查初始阶段，以直观勘查地表矿石为主，只 要对矿石有一定的识别能力，均可以找矿。 (2）综合找矿阶段 指地质、地球物理、地球化学及探矿工程等方法彼此 配合，可以发现勘查近地表的矿床或部分隐伏矿床。 (3)理论找矿阶段 指利用地质规律和成矿理论作指导，发现并勘查地表 无露头的隐伏和半隐伏矿床或难于识别的矿床。
成矿规律的研究方法基本上沿用了所有地质研 究方法。 成矿预测方法的基本原则是建立在相似、相关、 惯性原理基础上，而普遍采用相似类比法和内 插外推等方法。 成矿预测的基本理论仍来源于成矿基础地质理 论，其工作基本过程是将地质、物化探和遥感 多种信息，经过预测人员的分析研究，从中提 取成矿信息，在现代成矿地质理论指导下，将 前述各种信息转化为潜在矿床的概念，建立潜 在矿床（体）与成矿地质条件之间关系的预测 模型，并用于未知区的预测。赵鹏大院士等率 先提出成矿预测的基本理论，概括为相似类比 理论，地质条伴组合控矿理论和地质异常致矿 理论。
矿产资源定性预测
基于成矿环境的预测 该方法的指导思想为在一定的成矿环境中寻找 特定类型的矿床。把矿床形成环境与构造环境 联系起来，其主要目的是要了解各种构造环境 中形成的岩石的含矿潜力，在构造环境内圈定 对成矿有利的部位。20世纪60年代后期发展起 来了板块构造概念，板块构造作为成矿规律和 成矿预测领域中的理论思想也就随之应运而生。 这方面的成果主要反映在米契尔著的《矿床与 全球构造》和查· 赫奇森的《矿床及其构造背景》 等专著中。
成矿规律和成矿预测的研究 对矿产勘查具有重要指导意义
成矿规律的研究和成矿预测的实践，在指导矿产勘查 中具有极其重要的指导意义。 20世纪70年代后期南澳大利亚的奥林匹克坝(Olympic Dam) 超大型Cu-U一Au矿床的发现。该国西部矿业公司在1975年 地表无任何矿化线索的罗克斯比草原，在深埋350 m以下 发现了世界最大的奥林匹克坝Cu-U-Au超大型矿床，它至 少拥有Cu金属量3200万t,U308120万t和Au 1200t。勘查者 们查明了含铜流体来源，同时发现该区重、磁异常和已发 现的一个小铜矿、决定了勘查远景区，并确定了基底断裂 的存在和位臵，根据这些资料进行首批钻孔的验证发现了 38 m厚的含Cu 1.05％的矿体。但在继续钻进中九个钻孔 有六个不见矿，最终第十个钻孔中发现170 m厚含Cu 2.12 ％的矿体。他们利用成矿规律，对在元古宙中找铜矿抱有 坚定的信心，经过预测验证最终发现了世界最著名的超大 型矿床。
Ｂliss编著的《Developments i ｎ Minerals Deposits Modeling》, Kirham等主编的《Mineral Deposit Ｍmodeling》和由Eckstrand（1995） 编写的《Canadian Mineral Deposit Types》。均是对矿床模式方面专著 的补充或续篇。上述四本专著反映了 西方国家当前有关矿床模型方面的最 高水平。
Dramatic evidence of the significance of strictly geological prospecting in mineral discovery is shown by Canadian exploration results． In the decade 1946 to 1953， 77 mines were brought into production： 53(69 percent) were found by conventional prospecting 17 (22 percent) were found by geological methods 7 (9 percent) were found by geophysical prospecting In the decade 1955 to 1965， 175 mines were brought into production： 87 (50 percent) were found by conventional prospecting 49 (28 percent) were found by geological methods 28（16 percent) were found by geophysical methods 11 (6 percent) were found by other methods Geochemical prospecting was a supporting method during this decade． < Economic Mineral Deposits> Mead L.Jensen and Alan M.Bateman
研究方法层出不穷，并不断改进 法国学者Allais (1957) 开创了定量 成矿预测的先河，他在对美国西部含矿 盆地进行成矿预测时，把预测区划分成 许多面积相等的单元，提出每个单元中 的矿床数目服从泊松分布。60年代至 80 年代中期，随着计算机技术的逐步发展， 采用概率论和数理统计方法进行成矿预 测取得了突破性的进展 (Agterberg,1971 ,1972 ,1974)。
矿产资源定性预测
基于矿床模型及“地质异常”理论的预测
矿床模型始于50年代，当时西方国家一些勘查 公司或采矿公司需要定义不同类型的勘查目标 以及制定适用于每类目标的勘查战略。描述性 模型强调矿床基本属性在成矿预测中的作用， 随着对模型的属性被理解成具有成因意义，描 述性模型就演化为成因模型，从而使得模型更 为灵活和有效。 描述性模型包括两部分的内容：第一部分是 “地质环境”，即描述矿床的形成环境；第二 部分是矿床的鉴别特征。在这方面具有代表性 的专著有D.P.Cox 和D.A.Singer（1986）著的 《矿床模式》。
矿产资源预测研究现状
成矿预测的基本目的是能够预测未来发现矿床 的位臵，并大体知道这些矿床的类型、规模和 品位。 矿（床）产预测可以分为定性预测和定量预测 两个方面。
定性预测分为基于成矿环境的预测和基于现有矿床模 式的预测两类。 定量预测是应用现代数学方法和计算机技术相结合的 产物，是定性预测的深化和具体化。
定量预测取得主要进展
矿床（产）定量预测理论的日益完善
王世称教授创立了综合信息矿产资源预测方法；赵鹏大 院士较系统的总结了矿床统计预测的基本理论、准则和 方法。提出矿床统计预测的基本理论是相似—类比理论、 求异理论和定量组合控矿理论。求异理论是对物化探异 常概念的引伸，它强调地质异常。但在已往的矿床地质 异常研究中，没有详细具体地按矿化阶段和不同空间来 划分异常类型，而是把这些不同阶段、不同作用生成的 异常作为一个“混合体”来笼统处理，这就难以缩小找 矿靶区，影响预测效果。为解决此问题，翟裕生等人提 出在成矿系统的两类产物中（一类是矿床系列，一类是 地质异常系列）地质异常系列包含地质、地球化学和地 球物理各类异常，这些异常产生在成矿系统的各个阶段 和各个部位，具有一定的时空结构。因此，用成矿系统 的观点分析各种异常的来龙去脉，精细地区分不同异常 类型及其成矿意义，从而有可能提高异常评价的成效。
成矿规律与成矿预测
（Metallogenetic Regularities and Prediction）
2005年2月
课程意义
通过对成矿规律研究和成矿预测工作 可以在某种程度上减少勘查的风险，提 高整个勘查工作的成功率。 成矿规律研究更侧重于地质理论的指 导，而成矿预测则更多地强调地质理论 在勘查实践中的应用。
成矿规律和成矿预测的分类及方法基本原理
成矿规律和成矿预测，依其工作范围的 大小而分为全球成矿规律和区域成矿规 律、矿区成矿规律。还有按矿种而划分 的专门矿种的成矿规律。目前以区域成 矿规律研究最为活跃。 成矿预测种类亦可分为全球、区域、矿 区局部和专门矿种的预测等。
主要立足于成矿条件和找矿潜力的定性预测，一 般工作范围较大，服务于勘查的战略战役决策， 重点解决工作选区，它侧重于从基础地质特征出 发，结合现有成矿理论而进行预测选区，其工作 范围跨度很大； 另一种则是工作范围较小的矿区局部预测，它主 攻的目标是工业矿床分布地段，最终能实现对工 业矿体的圈定，一般工作范围较小，研究程度较 高，与具体的勘查工作紧密联系，服务于勘查的 战术突破。 二者的目的要求和工作基础类别不同。前者侧重 于矿带和远景区的圈定，主要对有无潜在矿床的 预测；后者侧重矿床在空间和几何形态的预测。 因此，要求在研究程度较高地区方可实现，为工 程验证提供依据。
上述方法对已知类型矿床的发现 和预测起到了指导性的作用，但在发 现和预测新的矿床类型方面还不完善。 为此，赵鹏大和翟裕生分别提出了基 于地质异常的求异理论和加强对成矿 系统分析研究的新认识。
成矿系统的以下五个方面的研究将有助于发 现新的矿床类型 对一个地区内成矿系统中各类矿床间的关系 的认识，将有助于我们从已知矿床类型发现 和认识未知矿床类型； 对成矿系统的空间结构，特别是垂向分带的 认识，见有助于发现相关的矿床； 查清成矿系统的时间结构，将会从已知矿床 类型中找到缺失的矿床类型； 查清一个成矿系统中限制矿床多样性的因素， 将有助于发现潜在的新型矿床； 对新的矿化环境和新的矿化过程的研究，将 有助于发现新类型的矿床。
定量预测的研究现状
定量预测的发展过程就是数学模型或预测 方法不断丰富的过程。 70年代及以前，主要盛行基于概率统计和多元 统计的方法，引入地质的主要是较传统的数理 统计，主要用于物化探数据处理； 80年代初期，人们认识到地质数据中包含大量 的定性数据，使得数量化理论得到发展； 80年代中后期，模糊集方法流行，反映了人们 对地质现象、过程模糊性的认识； 90年代以来，灰色理论、人工神经网络、分形 理论等方法流行，反映了人们对地质现象、过 程的非线性认识。
前苏联学者经过20年不懈的努力，在东西伯利 亚聂伯盆地找寻世界最大的钾盐矿床。前苏联 雅库特金刚石、日本黑矿、美国田纳西洲的铅 锌矿、加拿大的赫姆洛金矿，都可以作为通过 成矿规律和成矿预测研究而找到矿床的成功实 例。 我国20世纪60年代东部油气勘查的突破，是李 四光等应用地质力学理论，分析了东亚大陆的 构造体系和我国东北和华北构造特征；在经向、 纬向与新华夏系构造带间的沉降带，具有油气 生、聚、储地质条件，从而做出了当时油气勘 查东移的战略决策。
矿产资源定量预测
矿产资源定量预测是将计算机和数学知识 运用到地质问题上，使得矿产资源预测更为高 效、客观、准确。是地质学和数学、信息技术、 计算机技术相结合的产物。代表了资源预测的 发展方向。也有人称矿床定量预测为矿床统计 预测，它是数学地质的一个重要组成部分。在 成果形式上要体现四定：即定量圈定成矿远景 区、定量估算远景区内的找矿潜力、定量确定 远景区内的成矿风险、定量确定远景区内的质 量。
描述性模型在成矿预测研究中的作用在于 帮助地质人员把注意力集中在成矿远景区 内关键性地质特征上； 使地质人员明白是在探寻矿床的哪个部位； 有助于研究整个成矿环境并区分成矿环境 和非成矿环境； 制定合理的勘查战略和最佳勘查技术方法 组合。品位—吨位模型则可以说明矿床类 型与矿床品位和吨位之间的关系，从而有 助于确定目标矿床。