綜合信息找礦方法的應用——以甘肅白銀廠為例

姚濤，張鵬濤，趙波

（1.江西省地質局生態地質大隊，江西南昌 330030；2.江西省地礦資源勘查開發有限公司，江西南昌 330030）

甘肅省白銀廠礦田發現于上世紀五十年代初，累計提交礦產資源金屬量總量約240萬噸，其中主要金屬為銅。經過幾十年的開采，礦田出現了資源匱乏的問題，礦山找礦迫在眉睫。本文在研究該地區區域成礦規律的前提下，主要針對白銀廠-石青硐地區運用綜合信息找礦方法進行研究，圈定找礦靶區。

1 研究方法概況

綜合信息成礦預測的研究始于20世紀70年代末［1］，國內相關的研究起步于90年代。該理論與方法的研究單元為地質體，多元信息包含地質信息、物探信息、化探信息和遙感信息等，建立找礦模型，再實施綜合信息成礦預測。

2 研究步驟

綜合信息成礦預測包括以下三個基本步驟。

2.1 建立礦床的成因模式

礦床成因模型是對某一類礦床進行高度概括，主要包含成礦地質特征和控礦因素等，目的是為了揭示礦床的成因是目的。

2.2 建立綜合信息找礦模型

通過研究礦床的區域成礦規律、礦床的成因模式以及控礦地質特征，同時優化找礦標準，并對礦化信息定量化。

2.3 綜合信息成礦預測

綜合信息成礦預測，必須借助于現代計算機技術，充分利用地理信息系統及其應用軟件，綜合解譯地、物、化、遙信息，從而達到綜合預測的目的。

在系統全面的收集和分析研究區的地質資料、礦產信息、地球物理和地球化學數據、遙感數據的基礎上，結合成因模式和找礦模型，利用綜合信息找礦預測軟件，開展綜合信息找礦預測工作。

3 區域地質概況

區域內露頭發育比較良好，從寒武系至第四系大部分地層均有出露。該區大地構造位置處于北祁連加里東褶皺帶東段［2］，研究區構造較發育，包含火山構造、斷裂構造、褶皺構造等，區域內巖漿活動頻繁，該地區是我國重要的礦產資源成礦帶，區內礦產資源比較豐富。

4 研究區控礦因素

4.1 地層

礦田露頭發育良好，其中寒武系中、下統為主要含礦地層。

4.2 構造

白銀廠-石青硐地區有四組斷裂構造，其中NWW和NW向斷裂控制著礦床的分布。在礦田內以NW為主的斷裂系統既是成礦物質的運移通道（李向民等）［3］，又是成礦作用中的容礦空間，控制著該地區礦床礦體的分布。在白銀廠-石青硐地區所有的礦床均產于背斜構造中［4］，背斜構造為主要構造控礦因素。

4.3 巖漿巖

白銀廠礦田巖相發育非常完整,基性巖、酸性巖等各種巖性均有散布。而石青硐礦田以酸性-基性熔巖為主,具有少許細粒酸性凝灰巖,但是很少看到集塊巖和角礫石。白銀廠礦田所有礦床均產于古火山口附近，具有明顯的受火山機構控制的特征，石英角斑凝灰巖是非常重要的找礦標志，該地區所有的礦床均產自該層位之中。

4.4 圍巖蝕變

礦田蝕變巖桶分帶明顯，中心部位有綠泥石化，往外則是絹云母硅化帶，最外蝕變變弱或消失。隨著蝕變的增強，鎂、鉀、鐵含量會增加，與之相反鈉含量會降低。施林道［5］等認為蝕變巖筒的存在可以成為尋找盲礦的主要標志。

4.5 地球化學異常

地球化學勘探方法是最直接找礦方法，地球化學異?？梢灾苯咏沂镜V床的賦存，屬于直接找礦標志。

4.6 地球物理異常

地球物理重磁異常是間接找礦標志，通過推斷隱伏地質體或者斷裂來指導找礦工作。在白銀廠-石青硐地區航磁異常的高值區和已知礦化分布比較吻合，可以作為直接找礦標志使用。

5 找礦綜合信息的提取

5.1 地質找礦信息提取

地質信息包括地層巖、構造和巖漿巖信息，是進行地質找礦研究最重要的信息。下面分別從地層巖性、構造、重要巖體等三個方面提取找礦信息。

5.1.1 地層巖性信息

研究區內地層發育良好，露頭比較常見，各地層沿著構造線結合彼此分布，礦區出露地層以寒武系和奧陶系為主，而礦體主要產于中寒武系地層中，歸類為層控型礦床。主要含礦的石英角斑凝灰巖（Mπ3）的巖石學特征呈層狀產出，從白銀廠到石青硐幾乎所有礦床的礦體均產于該套地層中。

5.1.2 構造控礦信息

研究區位于北祁連加里東褶皺帶內，各種構造均均有發育，巖石變形強烈，總的構造線方向為NWW向，全區大部分礦點都在離線性構造的1公里以內。

該區斷裂構造發育，主要有NWW向、NW向和NE向三組，其中NWW向規模最大，與區域構造線方向一致，發育在相關褶皺的翼部，斷面平直。這些斷裂對本區地質構造的發展史起重大作用，控制著本區火山巖及其含礦層和礦化的分布。

褶皺構造包含兩個大的復式背斜和一個較大的復式向斜，褶皺方向多為NWW 向為主，其次為NW向。另外還有弧形褶皺。

5.1.3 巖漿巖

區域上火山巖可分南、中、北三個火山巖帶：

南部火山巖帶呈NWW 向展布，長約80km。主要為基性火山熔巖，中酸性火山巖分部較少，該火山巖帶控制著與基性火山巖有關的銅礦床。

中部火山巖帶的特點是巖相變化較大，并且巖石的成分組合復雜，呈NWW 向展布，東起白銀廠，西至永登中堡，中間經過石青硐，該火山巖帶控制著該地區與中、酸性火山巖有關的礦床。

北部火山巖帶主要以基性火山巖為主，區內與相關銅、金礦床受其控制。

研究區內的侵入巖主要是加里東中期的侵入巖，這些侵入巖和區內的很多礦床的成因有著密切的關系。

5.2 地球物理找礦信息提取

地球物理信息包含重力信息和航磁信息兩大類，地球物理信息的優點是具有很深的穿透性，通過對地球物理信息（含重力信息和航磁信息）的分析和解譯，可以清晰的推斷出隱伏斷裂和隱伏地質體的分布情況。

5.2.1 航磁異常信息提取

提取流程：延拓到不同高度——取四個方向的水平一階導數——繪制圖件——提取軸向特征線——繪制二階導數零直線——推斷巖體等隱伏地質體邊界。

5.2.2 重力異常信息提取

重力解譯和航磁解譯的方法相似，除了不用化極，其他的步驟基本一致。

5.3 地球化學找礦信息提取

5.3.1 元素異常圈定

本文研究的數據資料為白銀地區1：5 萬水系沉積物數據。

異常圈定方法：運用數理統計學的方法，數據樣品經處理后呈正態分布，通過計算數據的統計學參數對異常進行篩選和評價［6］。若原始數據不滿足正態分布，則按照地球化學普查規范（DZ/T0011—91）處理數據，使其滿足正態分布。為了取得更好的化探信息提取效果，采用襯值濾波技術處理化探數據［7］。

5.3.2 元素組合特征

采用因子分析的方法，確定元素的組合特征。

6 成礦預測及靶區優選

建立綜合信息找礦概念模型后，必須實現地質-數學模型之間的轉換，進而建立一個礦產資源預測與找礦模型之間的關系的統計學模型，本文采用證據權法預測礦產資源。

6.1 證據權法

證據權法［8］實質為多元統計方法的一種，用于統計判別特定的病情癥狀對應相應的診斷結果。1980年代末，隨著地理信息系統技術的發展，加拿大地調所的數學地球科學學家阿格特博格教授等人率先將該方法引入到礦產資源潛力評價中［9］。

運用證據權法預測礦產資源，首先應該選擇好合理的證據層，然后進行合理的單元劃分，分別計算出不同證據層的權重。運用貝葉斯法將不同的證據層疊加，通過已知礦床得到各個證據層對于成礦的關系，確定其對于找礦的貢獻大小，進而來判別某一未知單元內可能存在礦產的概率。

在應用證據權法的時候首先要保證各個證據層之間的相互獨立的，在應用證據權法之前必須要進行各個證據層之間獨立性檢驗。

6.2 靶區優選

找礦靶區優選是在找礦靶區（找礦遠景區、找礦有利地段）已圈定的情況下，應用經驗的、數學的或者計算機方法，根據對的成礦可能性大?。ǔ傻V有利度），結合經濟、地理、交通、市場供需關系等諸多方面因素的綜合比較，對找礦靶區所進行的評價和優劣排序，即找礦靶區的分級。例如找礦靶區一般分為A、B、C 3 級［10］。

根據白銀地區特征分析后驗概率圖、證據權后驗概率圖以及與已知礦（化）點分布關系，如表1 所示，圈出了四個 A 級（A-Ⅰ、A-Ⅱ、A-Ⅲ）找礦靶區，六個B 級（B-Ⅰ、B-Ⅱ、B-Ⅲ）找礦靶區以及四個C級（C-Ⅰ、C-Ⅱ、C-Ⅲ）找礦靶區。

表1 白銀地區找礦靶區優選分級表

7 結論

文章重點對白銀廠-石青硐地區開展了綜合信息成礦預測研究。通過區域地質、區域地球物理、區域地球化學剩余異常及典型礦床成礦地質條件分析，認為白銀地區銅多金屬礦與重力、航磁等資料反映的深部地球物理信息有一定的關聯。因此，在此基礎上開展了以地質為先驗前提的綜合信息成礦預測研究工作。運用了證據權模型，共圈定14 個預測靶區，各個靶區的有礦權系數均較高，為下一步找礦提供參考。