第四章 矿体变化性及其数学分析方法

选择合理勘探方法 矿床的工业评价
第四章 矿体变化性及其数学分析方法 第一节 矿体地质的概念及其研究意义
一、矿体地质的概念
二、矿体地质研究与矿床地质研究的区别
矿体地质研究 矿床地质研究
矿 体 质 量 品 位
矿 体 形 态 规 模
矿 体 内 部 结 构
矿 石 组 构 成 分
成 矿 条 件
成 矿 过 程 成 因
面型矿体：走向、倾向、对角线（2） 立体矿体：走向、倾向、对角线（2）、厚度 可计算不同方向、距离的变异函数 2）变异函数的类型 ★连续型 ●线性型◆随机型■块金型▲跃迁型
第四章 矿体变化性及其数学分析方法 第三节 矿体变化性的数学表征法 四、变异函数、变异曲线
1、问题的提出 2、区域化变量
3、变异函数及变异曲线 1）公式
变异函数是区域化变量增量平方的数学期望值的 1 2 2r (h) E{[ Z ( x h) z ( x)] } [ z ( x h) z ( x)]2 dx 一半
0 .4 10 0 .2 0
0-1 0 .0 00
55
110 0
-1 0 .0 0 1 5 2 0 0 2 5 5 3 0 0 3 5 5 4 0 0 4 5 5 5 0 0 5 5 5 6 0 0 6 5 5 7 0 0 7 57 5 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 15 样品顺序号 样品顺序号
—— A u Ag
干中雄土壤地球化学测量Ag元素分析值直方图 干中雄土壤地球化学测量Zn元素分析值直方图 干中雄土壤地球化学测量Sb元素分析值直方图
2 35080 2 220 60 180 2 40 200 300 160 2 20 180 2 00 140 160 25080 1 140 120 1 60
观 测数 观观测数 测数
干中雄土壤地球化学测量Pb元素分析值直方图 ln(x) ln(x)
观测数
200 100
120 40 1
1 100 20 80 1 80 00
150
60 60
80 60
1004 0
20
40 40
20 2 0 0 50 0 E xpec ted E xp 7.0 -0 .5 8.0 0 .5 9.0 110.0 211.0 3 .5 12.0 13.0 0 3.0-4 .5 4.0 -3 .5 5.0 -2 .56.0 -1 .5 .5 .5 4 .5 5 .5 E xpec tedec te d 1.5 2.5 3.5 Norm alN orm a l 3.5 .0 4.5 -3 .04.5 5.0 .06.5 -1 .0 7.0 7.5.0 8.519.0 9.5 10.010.511.011.512.012.513.013.5.0 5.5 -2 5.5 6.0 6.57.5 0 8.5 9.5 210.5 3 .0 11.5 4 .0 12.5 5 Normal .0 .0 2.0 -43.0 4.0 8.0 ln(x) ln (x) InC 0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5
2）区域化变量的性质 1）概念一种具有空间位置的数值函数（每一个
60年代，克立格研究南非金矿提出，法国统 ①局限性：限制在一定空间范围，要考虑标志值的形态、 点具有一个确定值），两点之间变化有两重性 计学家马克隆完善，变异函数符合金矿体的变化 大小。 标志值的几何形态叫支撑（Support） （结构性变化、随机变化） ②连续性 性质。最早适于储量计算，后来渗透到气象、森 结构性变化：在一定的范围内，它们之间有自相关关系。 ③具有结构性变化、随机性变化 林、水文等，变异函数、变异曲线是地质统计学 随机性变化：在一定的范围内，它们之间无自相关关系。 ④方向性，有时有各向异性 的基本工具。 ⑤跃迁性
Expec ted Normal
ln(x)
第四章 矿体变化性及其数学分析方法
第一节 矿体地质的概念及其研究意义
第二节 矿体地质研究的基本内容 一、矿体变化性质的研究 二、矿体变化程度的研究 指标志值的变化程度及变化速度的综 ★ 一个矿体的内部，多种标志的变化程度往往不同， 不同类型的矿床其最大 的变化标志也可不同。 合，它反映矿体复杂性的量纲 ● 例如：贵金属、稀有金属矿床：矿体的内部结构变 它直接影响到矿体勘探类型的划分， 化程度（矿石品位、品级及类型）大于矿体外部形态标 志的变化；黑色金属：矿体外部形态标志的变化大于矿 勘探手段的选择，工程间距的确定，以及 体的内部结构变化程度（矿石品位、品级及类型）； 矿体的圈定方法和圈定结果的可靠性。
★ 矿体的变化性质
矿 矿 矿 ★体 矿体的变化程度 体 体 产 形 厚 状 态 ★度 控制变化的因素 规 模 矿 石 品 位 品 级 矿 石 类 型
夹 石
第四章 矿体变化性及其数学分析方法
第一节 矿体地质的概念及其研究意义
第二节 矿体地质研究的基本内容 一、矿体变化性质的研究
2、随机性变化：典型标志如贵金属矿床的品位 概念：矿体变化标志在矿体不同空间位置上相互 变化。 之间的联系特点与变化的特征和规律 3、结构+随机性变化 ：考虑了局部变化和总体 据晋可夫、卡里斯托夫关于矿体变化性质的研究 变化，局部变化在勘探中是很难控制的 ，但可 成果，将矿体变化性质分为： 以控制矿体的总体变化。总体变化相当于趋势分 1、结构性变化：典型标志如矿体厚度往往呈有 量，局部变化相当于剩余变化。 规律的变化、结构性变化。
穷波嘎三级查证 g元素背景值及异常下限确定示意图 穷 波 嘎 三 级 查 证 AA u 元 素 背 景 值 及 异 常 下 限 确 定 示 意 图 5 1 .00 40 0 .8 30
0 .6
-6 -6
5 1 .0 0 40 0 .8 30
0 .6
ω×10 ω×10
20
0 .4 10 0 .20
20
第四章 矿体变化性及其数学分析方法 第一节 矿体地质的概念及其研究意义 一、矿体地质的概念
矿体地质：以矿体为研究对象，其基本任务是 研究矿体各种标志的变化性，目的在于阐明矿 体各种标志的变化性特征或变化规律，为选择 合理勘探方法及矿床的工业评价提供依据。
任 务 目 的
标志变化性 标志变化特征
服ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ务 领 域
1、平盖接触
2、超覆接触 复杂的接触带构造
火山岩筒四周环状裂隙控制的矽卡岩型 爆发角砾岩筒所控制的柱状矿体示意剖面图 铜矿床示意剖面图
第四章 矿体变化性及其数学分析方法
第一节 矿体地质的概念及其研究意义
第二节 矿体地质研究的基本内容
一、矿体变化性质的研究 二、矿体变化程度的研究
三、控制矿体变化的因素的研究
穷波嘎三级查证Au元素背景值及异常下限确定示意图 50 40 30
-6
50
40
30
ω×10
20
20
10
10
0
0
-1 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 样品顺序号 —Au
-1 0
第四章 矿体变化性及其数学分析方法
第一节 矿体地质的概念及其研究意义 第二节 矿体地质研究的基本内容
第四章 矿体变化性及其数学分析方法 第一节 矿体地质的概念及其研究意义
一、矿体地质的概念 二、矿体地质研究与矿床地质研究的区别
三、矿体地质研究的中心问题 矿体的变化性和矿体的变化程度 四、研究意义
对于矿床的勘查和开采，影响最大的矿石品位、 类型、矿体的厚度、形态、规模及产状的变化。 而以上矿体特征值的变化性研究是矿床勘查的基 础，是划分勘探类型的基本依据，考虑勘探经济 效益的基础，同时也是矿体评价时的主要依据。
（一）矿体外部形态控制因素
(二）矿体内部结构标志的变化控制因素 原生因素：
矿化强度的不同，含矿溶液本身的性质、成分、流 体性状；成矿的物理化学环境的变化；矿化环境在矿体 各不同部位并不相同，矿体中某些部位强，某些部位弱， 造成矿化不均匀性。
次生因素：氧化淋滤和次生富集
第四章 矿体变化性及其数学分析方法
第四章 矿体变化性及其数学分析方法
第一节 矿体地质的概念及其研究意义 第二节 矿体地质研究的基本内容
第三节 矿体变化性的数学表征法
一、统计分布曲线、均方差、变化系数 二、自然分布曲线及变化性指数
三、平差曲线及相依系数法
平差曲线：观测值的曲线经平差后的趋势值曲线 何谓相依：x2>x1,X2<X3 称为相依 何谓不相依：x2>x1,X2>X3 称为不相依 局部相依：标志值与相邻点值相依 局部不相依：标志值与相邻点值不相依 总体相依：二次平差后，每个观测点的相应趋势 值，在空间上与相邻点趋势值之间具有线性或单 调函数关系。
两矿体矿体的变化性对比图 见矿工程中矿体的厚度相同，方差、变化系数相 同，但矿体的形态、矿体的变化完全不同，相同的 工作量则勘探精度也不相同
第四章 矿体变化性及其数学分析方法
第一节 矿体地质的概念及其研究意义
第二节 矿体地质研究的基本内容
矿体地质研究侧重与影响勘探的最主要的矿体变 化标志的研究，即矿体外部的形态标志和矿体的 矿体内部 结构 矿体外部形态 内部结构标志。 内容包括： 标志 标志
第一节 矿体地质的概念及其研究意义 第二节 矿体地质研究的基本内容
第三节 矿体变化性的数学表征法 一、统计分布曲线、均方差、变化系数 定性、定量两种表示方法，其中定性：几 1、频率分布曲线 何图件、地质图件 实质是反映矿体某个标志不同数值的数量 平均值 xi x1 x2 ....... xn 平均值、均方差的理论基础：随机变化 分布或频率分布 n 观测值=趋势分析值+剩余值 频率：区间内的统计个数（频数）/总数 (xi - x ) 2 变化系数= 100% 均方差σ= n
v

v
1 2 r (h) E{[ Z ( x h) z ( x)] } [ z ( x h) z ( x)] dx 2v
2 v

第四章 矿体变化性及其数学分析方法 第三节 矿体变化性的数学表征法 四、变异函数、变异曲线
1、问题的提出 2、区域化变量
3、变异函数及变异曲线 1）公式
◆ 矿石品位是大多数内生矿床的最大变化标志。 ▲ 矿体厚度、形态、产状及规模是大多数外生沉积矿 床的矿体变化最大标志。
第四章 矿体变化性及其数学分析方法
第一节 矿体地质的概念及其研究意义
第二节 矿体地质研究的基本内容
一、矿体变化性质的研究 二、矿体变化程度的研究
三、控制矿体变化的因素的研究
度散 影 的响 因元 素素 及集 发中 育、 程分
第四章
矿体变化性及其数学分析方法
第一节 矿体地质的概念及其研究意义 第二节 矿体地质研究的基本内容
第三节 矿体变化性的数学表征法
一、统计分布曲线、均方差、变化系数 二、自然分布曲线及变化性指数 三、平差曲线及相依系数法
四、变异函数、变异曲线 结构性变化依赖于两点之间的距离。 区域化变量：品位、厚度、体重 1、问题的提出 2、区域化变量
第三节 矿体变化性的数学表征法
一、统计分布曲线、均方差、变化系数
二、自然分布曲线及变化性指数
M 变化性指数 t n2
M：数值（观测值）上升下降的次数 n：数值的多少（指标值的多少） t：0~0.2 规则变化， 0.3~0.5明显方向性变化 0.5~0.7 不 明显的方向性变化 0.8~1.0 不规则变化 变化性指数只反映变化速度，变化性质，而不能反映变 化幅度，也不能反映其变化的复杂程度
成 矿 后 的 改 造 破 坏 式矿 、床 成成 矿因 地、 质成 条矿 件方
第四章 矿体变化性及其数学分析方法
第一节 矿体地质的概念及其研究意义
第二节 矿体地质研究的基本内容
一、矿体变化性质的研究 二、矿体变化程度的研究
三、控制矿体变化的因素的研究
（一）矿体外部形态控制因素
1、褶皱控矿构造 2、断裂控矿构造 3、裂隙控矿构造 4、侵入体内部构造和接触带的控制（原生节理、 流动构造） 5、火山构造（火山颈、火山口）
n
x
坐标性变化 随机性变化
第四章 矿体变化性及其数学分析方法
第一节 矿体地质的概念及其研究意义 第二节 矿体地质研究的基本内容
第三节 矿体变化性的数学表征法 一、统计分布曲线、均方差、变化系数 二、自然分布曲线及变化性指数 沿具体方向上的具体位置上观测点的 观测值（标志值的大小）的曲线，叫自然 分布曲线