數學方法在礦產地質工作中的應用研究

柳 斌

（甘肅能源化工職業學院，甘肅 蘭州 730207）

數學方法與礦產地質學之間的聯系隨著當前數學研究領域不斷擴大以及計算機不斷發展的速度而變得越來越緊密。在進行礦產地質工作中，有意識地運用數學方法可以顯著提高工作效率，節省大量的時間和材料，減輕工作人員的工作量，因此日益受到礦產工作人員的重視，本文就關于當前一般數理統計分析方法、特殊數理統計分析方法、數學模型應用、質過程數學模型在礦產地質工作中的應用進行了簡要的分析。

1 一般數理統計分析方法的應用

統計方法是指在實際過程中對研究對象進行部分的隨機提取，對抽取部分進行科學的觀察和分析從而獲得我們想要的信息，將研究所得的數據在研究對象全體范圍內進行推斷，由此推斷出研究對象的整體特征。在礦產地質研究工作中，日常所研究的對象具有一定的規律，比如研究其分布狀況、產生條件等等，但是由于受到不同地質事件和框架分布條件的影響研究工作會呈現出不同的影響，因此研究結果存在著明顯的差異。在礦產地質研究工作中可以利用概率分析法對不同的地質事件進行預測和觀察，比如可以在油氣勘查過程中利用貝葉斯公式等數學概率方法勘查工作進行中的風險因素和隱患因素，避免在勘探過程中可能發生的危險事故，減少不必要的財產損失和人員傷害，進一步保證油氣勘查決策的準確性和可靠性，使經濟學和油氣地質學兩種研究對象和研究性質這兩個差異較大的學科互相協調，使地質評價與經濟分析相結合，用數學量值表達最后的評價結果。當前我國礦產地質研究工作中較為常用的數學方法有單變量統計分析法和多元統計分析法，單變量統計分析法適用于兩個隨機變量之間的關系表達，比如單因素方差分析、信息量計算等等，而多元統計分析法則更多地使用在多項隨機變量的研究中，可以從不同的角度來表述變量之間的關系，比如回歸分析、方差分析等等。在當前礦山地質工作中運用最為廣泛的統計學方法克里金數學方法就可以對礦石的方位、礦產儲藏量以及誤差進行科學的估算，對于礦產地質構造的變化趨勢研究、勘探井中油氣水層劃分等工作都可運用此數學方法[1]。

2 特殊數理統計分析方法的應用

在當前不斷進行的礦產地質研究工作中，我們經常遇到礦產分布與常態分布存在較大差異的現象，數據離散性較強，一般的統計學以及最小二乘法并不能科學準確地提供地址的真實情況，容易犯敏感錯誤。當前相關工作人員針對數據點群中心為基礎，以數據群的離散程度為自變量進行穩健性統計分析，能夠更加真實清楚地表述出礦產的地質環境，當前有需統計量的線性組合，最大似然評估已經被廣泛應用于礦產地質工作中去，采用這種方法可以有效控制實際情況與統計分析之間的誤差和偏離，避免由于礦產分布差異以及數據統計結果的誤差造成太大的問題。由于實際的礦產地質工作針對定性和定量兩方面都需要進行研究和分析，因此數學方法中的定向數據統計方法具有非常重要的實際意義，比如可以在礦產地質工作中研究古水流方向、斜層理生物化石存在于平面或圓上的方向性數據，因此可以得出定性數據統計分析，并不需要明確的數值作為基礎，反而更加強調研究對象的性質差異，將研究重心轉移到具體數值時就產生了定量統計方法。

3 數學模型的應用分析

確定型模型及在不存在隨機成分的情況下研究因果關系的數學模型可以利用指數方程來確定礦產地質工作中泥巖中孔隙率和深度之間的關系，如果礦產地質工作已經檢測出金屬鋨和三氧化二鉻的數據，了解了各個含量之間存在的關系，就可以直接利用數學模型對他們之間的關系進行研究和表達[2]。

4 質過程的數學模擬

礦產地質系統需要經過漫長的演化和地理發育過程，而通過數學模擬可以真實地進行礦產地質再現過程，為礦產地質研究工作提供科學的依據和方法，不僅緩解了礦產地質工作對人工實驗和材料技術的依賴，也可以使演化過程和研究工作更加真實具體。比如在高溫高壓情況中巖石所發生的性能形狀變化、邊界層之間能量轉換機制的研究都可以使用數學方法和計算機信息技術進行生動的模擬和再現，也是傳統實驗和研究工作不可能完成的任務。在當前的礦產地質研究工作中計算機信息技術、數學統計方法以及數學模擬和地質學理論相結合的統計分析方法已經得到了廣泛發展，達到30種以上，比如埃德曼法、特爾菲法、油田模型法等，隨著計算機信息技術的不斷發展，人們開始在數學計算的基礎上使用計算機技術進行礦產地質指揮工作來具體表達出礦產當地地貌、地形分布、土壤分布，研究結果更加真實可靠，還可以真實地反映出實際的地質環境，為決策者提供精準的科學依據和數據。此外，當前不斷發展的是人工智能專家系統也迅速的推動了我國礦產地質工作的發展，應用神經網絡模型、遺傳算法、模擬退火算法對相關的數據進行迅速的歸納和分析，更有助于工作人員掌握礦山地質工作中存在的規律[3]。

5 結語

當前不斷發展的計算機技術不僅推動了數學方法與礦產地質工作進行快速的結合和促進，也為兩者促進提供了有效的手段。隨著當前數學研究方法、礦產地質勘探技術以及計算機技術的不斷創新和深化，因此數學方法在礦產地質工作中也會有越來越廣泛的應用。