地質資料的二次開發：金屬礦山成礦預測的一個有效途徑

連永牢,王艷忠，陳桂虎，段曉君，李亞軍，薛繼廣

(1.武警黃金第一支隊，黑龍江 牡丹江 157021；2.中國地質大學(武漢)資源學院,湖北 武漢 430074)

地質資料的二次開發是指在成礦理論和找礦理論指導下，應用新的找礦思維和技術方法對已有地質資料重新進行有效合理的加工整理，去偽存真，去粗取精，充分挖掘其中蘊含的深層次成礦信息，從而達到更真實、客觀、全面、系統地反映地質體特征，進而準確地進行成礦預測的目的。

許多地勘單位、生產礦山特別是一些老礦山，在長期的勘探生產過程中積累了大量的基礎資料，包括地質、物探、化探、遙感數據等，由于受當時找礦思路、成礦理論水平、找礦技術方法以及某些方面認識上存在局限的影響，對其中蘊含的部分或大部分潛在的成礦信息尚未挖掘出來，或者對這些資料的認知和利用多數僅是為了滿足于當時地質工作的任務需求，并未認真、全面的進行綜合系統研究，更沒有引進新觀點、新理論、新方法對這些資料進行系統的開發利用。隨著新成礦理論、高新勘查技術方法的廣泛應用，人們對礦床地質特征，成礦規律認識也逐步提高，從而使地質資料的二次開發成為可能[1-4]。

目前在金屬礦山成礦預測的研究現狀中,針對地質資料二次開發的論述及應用,在一些生產多年的老礦山,特別是危機礦山中，得到了高度的重視。早在1994年王士明[5]就通過化探數據重新整理，對窮布拉克銅(銀)礦進行成礦預測，并取得了良好的找礦效果。鄧吉牛[1]、王芳[2]分別在1999年、2011年分別撰文論述了地質資料二次開發應用及其在礦山找礦中的作用，使地質資料二次開發具有了理論上的依據。但如何通過老資料的二次開發在已建礦山的深部及外圍發現可開發利用的礦體( 床)，即地質資料二次開發的研究內容或方法，將是今后一段時期內眾多學者必須解決的一個關鍵問題,也是金屬礦山成礦預測的一個重點問題。

1 地質資料的二次開發的研究內容

地質資料的二次開發，主要是在新成礦理論的指導下，應用新技術、新方法、新思路，通過地質現象重新認識，地質問題重新解釋，地質數據重新處理，地質信息重新提取等手段，對已有地質資料進行精細化研究分析，挖掘其中蘊含的多方面、深層次的成礦信息，從而將其最大化地應用于生產科研工作中。其研究內容不僅僅是應用新技術手段對以往的生產科研數據的重新開發，還應包括用新思維、新思路對成礦規律進行重新總結。故地質資料的二次開發應主要包括以下三方面研究內容，即：地質數據重新分析，物化異常重新評價，成礦規律重新認識。

1.1 地質數據重新分析

地質勘查生產過程中產生的巨量地、物、化、遙等原始生產數據，真實可靠，多是對地質體特征的客觀反映，但其多屬于粗放型數據，這些數據中蘊涵有大量深層次的成礦信息，過去由于缺乏相關的數據處理技術手段對這些數據進行處理，其中蘊含的找礦信息開發利用不足十之一二。隨著科學技術的發展，數據處理方法也有了長足的進步，在一定程度上促進了地質數據的充分開發利用。通過一定的技術手段將蘊含于其中的有用找礦信息進行有效地提取、開發、集成，在其基礎上總結成礦規律，這不僅為成礦預測提供依據，而且也是地質資料二次開發的一個重要手段。

1.1.1 原始分析數據精細研究，揭示礦體在空間上的變化特征

礦床品位、厚度等原始分析數據是生產礦山最常見的工業指標，也是衡量礦床規模，品質最直接的標志。每個礦山特別是一些老礦山都積累了大量關于礦床品位、厚度等原始數據，而這些數據大多僅為了滿足礦山生產、地質工作的需要，很少有人對其進行過系統研究。品位、厚度等原始分析數據是礦體特征最直接的反映，其變化規律也直觀地反映了礦體的變化特征。定性和定量研究礦石品位、厚度在礦體三維空間不同位置上的數值變化和特征，總結其變化規律，不僅為礦山生產，勘探提供了詳實的資料，而且對于揭示礦化富集規律和進行深部盲礦體預測也具有重要意義。例如吳輝等[6]在甘肅金山金礦通過總結礦床礦石礦化強度(品位×厚度)和品位變化規律對礦床進行深部預測。在對金山金礦主要礦體走向及傾向上礦體礦化強度指數進行系統計算和統計的基礎上,認為礦體礦化強度指數隨礦體深度加大而加強,表明隨深度增加,礦體沿傾向上金品位總體具有變富趨勢，并且相對穩定；沿走向方向礦體金品位梯度向東總體具有波狀起伏，并逐漸增高的特點,據此預測金礦體在東側深部品位將會富集。

1.1.2 原始分析數據應用新方法進行處理，總結成礦規律

原始分析數據是礦體特征的最直接反映，其包含有多方面的地質信息。同一組數據用不同的方法處理，可以獲得不同類型的成礦地質信息。以往在生產、科研地質工作中所獲得的地質數據，應用新的數據處理方法(如相關分析、因子分析、聚類分析、變異函數以及分形維數計算等)進行處理，分析數據的空間結構變化特征，可以揭示礦體中成礦元素分布富集規律，解釋礦床成因機制及成礦過程，為礦床深部及外圍找礦提供依據[7-11]。

例如分維數D值可以用于表征某元素品位偏離正態分布(隨機分布)的程度，一般認為D值越小樣品之間的差異性就越大，對成礦就越有利，反之，則不利于成礦。許順山等人[12]通過對紫金山銅金礦不同地質體、礦體不同中段金、銅品位進行分形特征研究，總結D值的變化規律，為成礦預測提供了依據。研究顯示，紫金山銅金礦銅礦體品位在垂直方向D值較小(1.00)，水平方向較大(2.05)，表明銅成礦作用在水平方向上變化較小，垂直方向上較大。在不同水平段上，地表只有一個D值，銅成礦不利，標高從560m→520m→500m，D值逐漸變小，其最小D值從0.53→0.47→0.42，表明銅成礦作用向深部具有逐漸加強的趨勢。在同一水平上總體表現為0線附近D值較小，西部D值有先增大后變小的趨勢，暗示礦區西部成礦作用并未減弱，仍具有較好的找礦前景。

1.1.3 利用礦山地質生產資料，建立礦床三維地質模型

目前傳統的中小比例尺二維空間預測正向大比例尺三維空間預測轉變,生產礦山特別是危機礦山深邊部和外圍隱伏礦床三維立體預測評價將越來越受到重視[13]。

我國多數礦山特別是一些老礦山，歷經數十年的生產勘探，積累了大量地質生產資料，利用各種先進的計算機三維立體軟件，對數據重新處理，建立礦床三維地質模型，客觀真實地反映出礦體深部的變化特征，直觀準確地再現礦體與其他地質體的空間展布及其相互關系,是綜合利用前期地質資料，進行成礦預測的一個重要手段。隨著計算機技術的快速發展及其與地質科學的完美結合，利用礦山地質資料，建立礦床三維立體模型進行預測將在成礦預測中起到越來越重要的作用。目前常用的三維實體建模軟件主要有：AutoCAD、Surpac、MicroMine等[14-18]。

金川硫化鎳銅礦床[16]自1958年發現以來，積累了大量地質資料，過去由于計算機技術及相應的礦山軟件發展應用水平低，單憑人工難以對數據進行立體處理。隨著計算機立體軟件的快速發展，使綜合應用前期地質資料，建立礦床三維立體模型，進行成礦預測成為了可能。2003年田毓龍等在收集金川二礦區所有地勘和生產階段地質資料的基礎上，應用MicroMine礦山軟件，將礦化體劃分為特富礦、富礦和貧礦3類，再按類別分塊建立了礦區的礦床數學模型，并在模型基礎上對礦床的鎳銅含量進行了分帶研究，圈定了礦化中心，直觀的顯示出礦體向深部的變化趨勢，從而在資料數字化基礎上,利用三維地質模型實現了隱伏礦體的定質、定位和定量預測。

1.2 物化探異常重新評價

我國近百年的物化探地質勘查歷史過程中,積累了豐富的物化探資料。這些海量的舊資料雖然精度較低，但資料完整，受人文干擾影響較小，對這些物化探數據運用新思路、新方法重新處理,綜合研究，可以再次從中篩選出有進一步工作價值的異常。

物化探異常重新評價主要著重于對弱小異常的評價。近年來國內許多實例證明隱伏大礦特別是貴金屬礦床，并非總是與“高、大、全”異常相對應，如遼寧排山樓金礦、四川嘎拉金礦和貴州爛泥溝金礦[19-20]等礦床對應的就是弱小或組合簡單的異常。而以往大量物探、化探工作中，我們大多注重對一些強度高、規模大、濃度分帶明顯、地質情況清楚，且認為成礦有利的異常進行評價，對于弱、小異常往往將其忽略掉。對這類弱小異常重新認識評價，選出有找礦意義的異常進行補充性工作并查證,這是礦山成礦預測的一個有效途徑[20-22]。

但如何對弱小異常進行評價是物化探資料二次開發的一個重點問題，也是物化探工作面臨的一個難題。有些學者[23-25]嘗試用新的數據處理方法，如多重分形濾波、自相關濾波、子區中位數襯值濾波等，對已有物化探數據重新處理，強化弱小異常，對其重新圈定，綜合地質特征，優選出有價值的異常進行查證，取得了良好的找礦效果。

鄭有業[21]在對岡底斯東段地球化學原始數據進行統一背景處理時，發現在謝通門—吉如一帶存在多元素大面積的高背景場和低緩異常，且尤以Cu、Mo、W、Pb、Zn等高值場強度高，重合性好，面積達數百平方公里。針對這一實際情況，對原始數據進行分背景處理，結果在吉如、熊村、勒宗等地出現了明顯的銅異常。進而對Cu、Mo、Au、Ag元素的襯值進行累加處理，異常明顯增強，顯示出斑巖銅礦致異常特征，通過進一步的勘查工作，發現了吉如斑巖銅礦床。這是一個化探數據二次開發，以“弱小”異常發現礦床的典型事例。

1.3 應用創造性思維、提出新思路，對成礦規律重新認識

地質資料的二次開發利用不是簡單的重復,而是在創造性思維的指引下,重新認識老礦山的礦床地質特征、礦體分布規律等，發現當時勘探階段對礦床認識的不足，在前人所獲得的勘查成果詳細、系統研究的基礎上，對礦床的成礦規律重新進行總結，對制約生產礦山進一步找礦的一些疑難問題提出新的思路。

在新的地區用專家的經驗和老概念可以找到礦,在老的地區用新的概念和新的觀點也可以找到礦,唯獨在老的地區再用老的概念和老的觀點卻很難找到礦。生產礦山找礦突破的關鍵是要有新的找礦思路，對成礦規律要有新認識。在充分吸收前人地質資料、工作經驗的同時，綜合各方面的成礦信息，抱著批判吸收的態度，打破礦山長期實踐中所形成的固定觀念，開拓思路，最終形成關于礦區成礦的新認識、新觀點、新規律，這樣才能在已生產多年的老礦區找到新礦體。

吉林夾皮溝金礦[26]就是在應用新思路，研究老資料，重新總結成礦規律的基礎上，不斷發現新礦體，擴大礦床規模的。夾皮溝北東東向的“主蝕變帶”,一直被認為是主控礦構造,而礦區外圍呈北西向展布的20多處已知金礦點，不屬于北東東向的主控礦構造，被認為規模小，而未引起重視。由于認識上的局限,導致1960 年夾皮溝礦山宣布閉坑。吉林冶金地質604 隊重新研究了夾皮溝到老牛溝的20多個礦點，發現它們在空間分布上，都在北西向擠壓帶的一側,從而提出了北西向擠壓帶控礦的新設想，通過深入研究成礦條件，重新總結成礦規律，建立了新的找礦思路——“控礦系統”的勘查思路,據此先后發現了二道溝金礦、四道岔金礦和八家子金礦等，不斷擴大了礦床規模，使夾皮溝金礦重新煥發了生機。

2 結語

地質資料進行二次開發是生產礦山進行新一輪找礦預測、深部及外圍勘查，延長礦山生產壽命的一個有效方法。許多地勘單位、生產礦山在新成礦理論指導下，應用新技術新方法，綜合開發前期地質資料，不僅發現了新靶區，有效地解決了老礦山資源危機的局面，而且為充分利用前人的地質資料進行成礦預測提供了新的思路。但值得注意的是利用礦山已有地質資料,不是簡單的重復分析,而是在對現有資料批判吸收的基礎上進行的有效集成,它要求研究者具有非常廣的知識面和較豐富的找礦經驗,更需要研究者具有嚴謹的態度，不帶有任何偏見地進行地質資料的二次分析。

地質資料二次開發的研究不僅具有豐富的內涵，而且還有廣泛的研究內容。筆者對地質資料二次開發的研究也非常有限，相信隨著對地質資料二次開發研究的深入，其內容不僅會得到進一步的充實和完善，而且對成礦預測評價工作也將起到越來越重要的指導作用。

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