矿产资源评价的发展及 GIS的应用

矿产资源评价的发展及 GIS的应用

何佳林

乌鲁木齐市公共资源交易中心乌鲁木齐市政府采购中心 新疆乌鲁木齐 830007

摘　要：本文主要介绍了矿产资源评价历史发展中的三个阶段，探索阶段、实用推广阶段和信息化阶段；介绍了建立在找矿勘查实践基础上矿产资源评价的基本理论，矿床定位理论、相似类比理论和求同求异理论；信息多元化的发展带动了矿产资源评价的快速发展，为其提供了高效有力的技术力量，文章介绍了GIS在矿产资源评价中运用的发展概况及其优势和方法。

关键字：矿产资源评价；定量评价；指导理论；GIS

1 前 言

人口、资源与环境是当今世界三大主题。矿产资源在建设社会主义现代化进程与构建和谐社会中占有举足轻重的经济和战略地位。目前矿产资源预测已经从区域性成矿规律和成矿预测研究阶段、成矿预测理论和方法的全面总结阶段，发展到基于GIS的成矿预测阶段。一些发达国家已成功地把GIS技术与成矿预测结合起来并成功应用，国内GIS技术应用研究起步较晚，“八五”期间，GIS技术才被列为地矿勘查关键技术，进入20世纪90年代后，基于GIS的矿产资源预测研究得到了长足的发展，已有不少成功的应用。

2 矿产资源评价的三个发展阶段

矿产资源评价方法的试验研究早在五十年代即已开始,其发展过程大约经历了以下三个阶段：

2.1 矿产资源评价的探索阶段

该阶段是以1957年阿莱斯提出单元中矿床数服从泊松分布的矿产资源定量评价模型作为起点，本阶段总结了一套被多数人公认的矿产资源定量评价模型，并把它分为多元统计评价推断模型，主观概率模型和矿产资源评价的逻辑模型；初步形成了矿产资源评价的理论体系雏型。

2.2 矿产资源评价的实用推广阶段

这个阶段，开始进行地区和国家范围内的矿产资源评价的推广应用。在这一阶段中，多元统计方法和计算机技术被广泛应用于成矿预测中，进行地质经验类比的定性评价与数学统计的定量评价开始汇集为统一的系统。成矿规律、矿床模式、多元统计、专家系统、计算机系统已融为一体。

我国的矿产资源评价人员对矿产资源定量评价模型进行了大量的探索和不断地试验研究，仅用十年左右的时间便掌握了这个领域里的基本理论体系、数学模型、评价方法、地质解释方法等整个内容。

2.3 矿产资源评价的信息化阶段

20世纪七、八十年代发展起来的地理信息技术，在地球科学各个研究和应用领域得到了前所未有的广泛应用。现代矿产勘查工作产生的地质、地球化学、地球物理、遥感等海量专题信息，得以通过计算机定量分析技术进行信息合成和综合。中国矿产资源定量评价方法在20世纪90年代也有突破性进展。

3 矿产资源评价的指导理论

矿产资源评价工作是建立在地质理论基础上的，矿产资源评价的理论主要有以下三方面：

3.1 矿床定位理论

矿床在地壳空间的定位是进行矿产资源评价的地质理论依据。当代成矿学研究提出了在一定地质构造部位定位，成矿是由异相差异因素形成的边缘定位理论。地慢柱多级演化成矿定位、矿田成矿介面定位、块状硫化物矿床的海底火山喷发—沉积定位、岩浆侵入接触带定位等定位理论，阐明了矿床的定位机制有可能识别矿与非矿、大矿与小矿、小矿与矿化的地质条件，获取的评价成果有较高的准确性。

3.2 相似类比理论

相似类比理论是研究已知矿床特征，以矿床成矿模式为类比对象，在成矿模式相似定位机制的三维空间内对赋存矿床的可能性做出预测推断。

矿床赋存在特定的空间位置，可以用四维地质标志推定。即使矿床隐伏在地下，比矿床自身大得多的四维空间仍然可以寻找和发现矿床的各类标志(地质的、物探的、化探的、遥感的和主观经验的)。矿产资源评价就是在研究矿床各类标志的基础上，建立已知矿床赋存的四维空间与预测对象之间相似地质条件的关系模型，对预测地段形成潜在矿床可能性做出推断解释。

3.3 求同求异理论

“求同”是将成矿地质环境与已知矿化富集区(或矿床)筛选具有相似定位机制的成矿条件；“求异”是在“求同”的基础上筛选出定位机制不同的成矿条件，识别其中包含与已知矿床不同的成矿信息，科学推断新类型、新矿种和超大型矿床存在的地质三度空间。

4 GIS在矿产资源评价中的应用

4.1 应用进展

GIS在国外矿产资源评价中的研究工作起始于20世纪70年代后期。它主要是借助于栅格图像综合叠加布尔运算功能，来研究勘查综合信息与矿产之间的关系。

我国应用GIS进行矿产资源评价始于80年代中期。进入20世纪90年代后，GIS矿产资源评价研究得到了足够的重视。地矿部以基于GIS的矿产资源评价中的成矿信息提取及评价方法模型，开发相应的资源评价系统为目的，开展了重点科技项目“基于GIS的固体矿产资源评价系统”的研究。所开发的系统包括地、物、化、遥单专题的成矿信息提取及成矿信息的综合能力。

4.2 GIS在矿产资源评价中的优势

基于GIS的矿产资源评价是建立在GIS强大的数据库管理和空间分析的基础上，因此它很好的解决了传统矿产资源预测中遇到的诸多问题。

(1)GIS的数据库和图库管理功能使得各种地质图件和地质数据的长期保存及修改变得更加方便高效。

(2)能提供集成管理多源地学数据(地、物、化、遥的属性信息和空间信息)，具有方便建立模型及进行空间模拟分析的能力，使数据的分析更有效和定量化。

(3)具有多源信息快速准确叠加分析功能。利用GIS的专题图层管理功能可以方便地完成多学科、多层次、多来源的图形叠加，评价人员可以根据自己的思路反复进行多次叠加进行自由组合。

(4)快捷地完成空间信息查询、检索，既可以根据专题属性，如地质图层中检索岩浆岩地质体，又可以完成不同专题数据空间交互条件查询，如检索出某含矿地层中的矿床数等。

(5)能够精确地统计和计算各种地质体的空间几何属性,这样可以定量地研究地质体的特征和规模与矿产的关系等问题。

(6)可以自动实现不同专题数据空间叠加分析，这样便可以解决既有地球化学异常，又处于成矿构造带的区域圈定问题。

(7)基于GIS的缓冲区分析(Buffer)可以用来统计断层或褶皱轴两侧不同宽度范围的矿床或矿(化)点的分布规律,研究构造控矿最大影响域。

(8)利用DEM，TIN模型完成各种空间测量科学数据的可视化问题，可以方便地将成矿信息数据处理与GIS可视化结合起来。同时，GIS能够保证成矿预测过程可视化，能够保证资源评价工作可进行反复检验。

(9)可以提供高质量、高分辨率的预测成果图件。

如上所述，地理信息系统可以对各种相关控矿因素进行直观的叠加分析和统计分析，即通过生成各类视觉效果较好的控矿因素统计图表，再根据这些图表所反映的各种特殊信息，结合研究区的区域地质背景，分析它们在区域上的特征及在成矿预测中的有利程度。

5 总 结

矿产资源是世界各国经济发展的基础，随着对矿产资源需求量的日益增加，一方面它会大大推动矿产资源评价工作的飞速前进，但另一方面，由于目前找矿难度的不断加大，评价工作将面临更高的挑战。

矿产资源评价是一项复杂系统的工程，在矿产资源评价中应该既要发挥地质矿床学家丰富的地质理论经验优势，总结研究区成矿规律，根据区域成矿模型和实际勘探资料圈定成矿远景区，同时结合数学地质方法，利用GIS工具的强大空间分析优势，对地、物、化、遥等信息进行挖掘，针对不同矿床类型的成矿地质作用开展深入研究，根据所研究区的成矿规律选出最优的矿产资源评价模型