矿产预测发展现状

如题所述

第1个回答  2020-01-19

一、国外发展和研究现状

矿产预测作为一种围绕特定区域内矿产勘查而进行的长期性、系统性和前期性综合研究工作,是在20世纪50年代开始兴起并逐步得以发展和广泛应用的。从探索研究开始直到今日,国外大约经历了3个发展阶段。

1.试验探索阶段

从20世纪50年代编制成矿规律、成矿预测图开始至70年代中后期第一个GIS商业性软件系统诞生称之为矿产预测的试验探索阶段。主要进行成矿规律的研究和编制矿产预测图件。原苏联做了大量的、系统的工作,对矿产勘查起到了重要的指导作用,成功的例子是哈萨克斯坦编制的成矿规律图和成矿预测图,应用构造-岩浆-建造分析理论和地质类比法划分成矿区(带)和预测远景区,把矿产勘查目标从已知区扩展到预测区。树立了实现已知典型成矿条件在未知区上圈定勘查靶区的范例,获得的找矿效果是很好的。西方国家应用数字模型达到缩小勘查区范围的目的,如M.Allais(1957)运用单变量统计方法对非洲撒哈拉地区的矿产资源做了区域评价;D.P.Harris(1965)应用多变量分析方法和主观评价模型对美国亚利桑那、新墨西哥和犹他州的有色金属矿产资源做了潜力评价,开创了多元统计矿产预测的研究先例。

随着计算机技术的发展,冲击了传统的信息处理方式。20世纪60年代初,开始研究GIS系统。1962年加拿大Tomlison研究成功了第一个GIS系统。美国哈佛大学在20世纪70年代初研制了SYMAP系统,70年代后期第一个商业化GIS平台诞生。从此将空间地理图形数据与其对应的属性数据融合起来,克服了传统的以纸介质作为信息载体的操作方式。在学术组织方面先后成立了“地质数据存储、自动处理和检查委员会”(COGEODATA,1967),国际数学地质协会成立及创办会刊(1968、1969)、颁布了第一个地质计算机程序系统(GEOCOM)(1971),美国地质调查局根据当时的需求,成立了矿产资源评价室(1972)。

由上可知,本阶段开创了编制成矿规律、成矿预测图和应用多元统计分析进行矿产预测的新途径,相似类比(含地质类比和多元统计中的相似性归类)等定性预测为圈定勘查靶区的主要途径,国际学术组织的成立和学术思想的交流对矿产预测的发展起到了推动作用。

2.应用发展阶段

该阶段自1976抨至1990年,国际地科联在1976年总结了全世界矿产预测成果,提出6种矿产预测方法应用的范例并倡议在全世界推广应用。这6种方法是:区域价值估计法、体积估计法、丰度估计法、矿床模拟法、德尔菲估计法和综合方法。同时M.C.McCommon等研制成功勘查者(PROSPECTOR),充实了矿产预测方法的新内容。美国投入巨资完成了“美国尚未发现的石油和天然气可回收资源的地质估计”(725号公告)、“阿拉斯加矿产资源评价计划(AM-RAP)”,“国家铀矿资源评价计划(NURE)”,“美国本土矿产资源评价计划(CUSMAP)”。引起了全球性的矿产预测热潮。美国、加拿大和原苏联共同召开了“矿产资源区域评价”会议,提出地质的、经验的、类比的、定性的预测方法和统计的、数学的、定量的预测方法,至20世纪80年代,就已普遍应用。在此期间,M.C.McCommon创造了特征分析法;原苏联学者P.M.KoHcTaHTиHoB独创了逻辑信息法。两种方法都能完成变量筛选、变量排队、靶区预测和资源估算的任务,他们在矿产预测中功能几乎一致,但数学背景不同,都不属统计方法。在80年代的矿产预测中,普遍应用这两种方法。

在此期间,美国地质调查局出版了《空间数据处理计算机软件》报告,总结了世界各国空间信息系统的发展概况,提出已有300个软件系统投入使用。从此,GIS技术受到政府部门、商业公司和大学科教部门的普遍重视,成为一个引人注目的领域,特别是加拿大和美国在矿产预测中应用GIS技术是发展最快、成效显著的国家。在GIS平台上进行矿产预测的直接目标是将成矿建造分析、矿床模式、专家系统、多元统计、矿产预测的辅助决策系统融为一体,在这种高层次的综合研究、开发应用过程中,美国的C.A.Robets等(1988)应用地理信息系统估算矿产勘查和开发有效性的探索;加拿大的G.F.Bonham-Carter(1988)将地理信息系统应用于贵金属矿床和火山成因块状硫化物矿床的数据合成研究;美国的D.A.Hasling应用地理信息系统综合区域地质调查和矿产勘查的地学数据,探索成果使矿产预测人员受益匪浅。

GIS的应用,推动了地质数据库的建设。1984年,美国首先提出地质图数据库的设想,至1985年美国自身的矿产资源数据库已基本完成,并筹建1511个世界级矿床的基础数据库。以政府的名义,制订了数据库及GIS系统的数据属性标准格式。

由上可知,本阶段既是应用发展阶段,又是信息化建设的开始阶段。在应用上以美国为首开展了四项全国性的矿产预测工作,摸清美国自身的矿产资源家底,制订了美国对内对外的资源政策;在信息化建设上以GIS系统为主线,开始筹建空间数据库和研制实用的软件系统。

3.信息化建设阶段

本阶段从1990年后至今,矿产预测工作步入信息化建设阶段,目前仍在进行之中。重点是研制和建设基础地质及矿产资源的空间数据库,发展传送数据的网络技术。

1994年美国实施“国家空间数据基础设施计划”(NSRDI),已完成了1:100万地形图数据库、1:10万国家地形图库、11万余条世界矿产资源战略数据库。加拿大全国918幅1:25万地形图库,矿产和基础地质学数据库(如矿物、矿床模型等)也相继完成。澳大利亚、法国,甚至印度、南非等国都效仿建设矿产资源及基础地质的空间数据库。

随着INTERNET的广泛应用,网络GIS成为信息化建设的关键性工作。美国地质调查局(USGS)建成了规模巨大的由多个局域网互联的INTERNET地学信息网络,WebGIS为用户使用美国地调局集成地理空间数据库提供了便利,并形成了信息产业。

利用GIS技术,加拿大研制成功SPANS GIS系统,直接标定成矿远景区,澳大利亚(Wybom等人)开发了成因概念模型,在GIS平台上进行矿产资源的预测评价,Bonham-Carter研制成功基于GIS平台的多源信息综合评价系统。

矿产预测的信息化内容庞大、涉及面广,目前正在发展过程中;GIS技术在矿产预测中的应用刚刚起步,面临着许多实际问题,在实践中遇到的标准化、一体化、智能化、多媒体及多维向等高层次课题,目前已形成世界性的探索热潮。

二、矿产预测方法在我国的发展和现状

矿产预测工作在我国的矿产勘查工作中,自始至终进行着,但比较系统地、大规模地在全国开展是在20世纪的80年代初,而矿产预测方法的探索研究早在20世纪的60年代就开始,至今已有40多年的历史。大体经历过两个阶段。

1.矿产预测方法研究应用阶段

该阶段大致从1960年开始至1990年,有30余年时间,在此期间,我国全面研究矿产预测方法,开展全国性的矿产预测工作,产生重大影响的是:

(1)综合普查找矿方法研究,1960年先在大宝山试验,其成果制定了综合方法普查找矿条例,后来在全国推广;

(2)1962年开始,原地质部设置“数理统计在矿产勘探中的应用”研究项目,是我国最初引进和研究的矿产预测方法;

(3)自1972年后,大规模开展了多元统计预测方法研究,先后发表了“数学地质引论”(徐道一,1977)、宁芜地区铁矿统计预测(赵鹏大等,1978)、闽南铁矿统计预测(李裕伟等,1980)、“数量化理论及其应用”(董文泉等,1979)、“矿产资源评价问题概述”(朱裕生,1982)、“矿产资源评价的理论与实践”(朱裕生、潘思伟等,1982)、“数据库系统基础”(计算机工程与应用编辑部,1981)、“矿产预测方法学导论”(朱裕生,1984)、“综合信息预测技术”(王世称,1986)等等一系列试点成果与专著,形成了多元统计预测的研究热潮和应用成果。

(4)自上而下开展全国性的矿产预测工作,由原地矿部规划设计院领导的全国第一轮成矿远景区划(1979),全国30个片区的跨省区划(1982),铁、铜、金、石灰岩总量预测(1983),中、大比例尺成矿预测(1987)等,获得的成果部署了“七五”、“八五”的地质找矿工作。

(5)1980~1989年间开始筹建矿产储量库、1:100万数字地形图库、化探数据库、金属矿床数据库、非金属矿床数据库、多元统计软件系统和地质制图软件系统(MapCAD)。

由上可知,我国与国际上在同步开展编制成矿规律图、成矿预测图,把已知区推向未知区的预测工作的同时,多元统计预测方法的引进研究工作和计算机软件的开发研究工作也已开展,它与世界潮流同步进行,获得了较好的矿产勘查效益。

2.矿产预测信息化建设阶段

从1990年至今,我国开始了信息化建设。该阶段的主要标志是在全国开展第二轮成矿远景区划,其成果属“九五”矿产勘查部署的依据和据此成果编制的“矿产勘查跨世纪工程”(陈毓川、叶天竺等,1995)列为矿产调查中、长期规划的重要内容。在学术上,矿产预测理论、方法和计算机技术的交流推广极为活跃,发表的论文近千篇,专著数十部,全国性的、省级的学习班近百次,将矿产预测工作纳入地质工作计划。

矿产及其与矿产预测有关的数据库建设形成了高潮。原地矿部组织建立了一系列地质、矿产、物探、化探等分省及全国数据库;国土资源部于1999年启动数字国土工程(包括基础地质数据库、大中型矿产地数据库、地学成果数据库、地质调查工作网络与管理系统、信息技术开发与研究等总体内容)。这时期,按空间地学信息标准化要求,研制了一套空间数据库的国家级、行业的、专业的技术标准,如地质矿产术语分类代码(GB/T9649-88)、资源评价工作中地理信息系统工作细则(DDZ9701)、地质图用色标准及用色原则(DZ/T0179-1997)等几十种。网络技术进展迅速,全国的、区域的网络系统正逐渐建立。

地理信息系统(GIS)研究获得突破性进展,吴信才教授等研制成功用于地学领域的MapGIS软件系统(具国产专利)已在全国推广应用;矿产资源GIS评价系统(MRAS)和金属矿产资源评价分析系统(MORPAS)研制成功,并已推广使用。

综上所述,立足于GIS的矿产预测工作彻底地改造了传统矿产预测的方法体系,简化了预测过程,无论从理论、技术、逻辑和效果看,都优于传统的方法系统,赋予矿产预测的新概念,形成了GIS预测方法体系。其特点是:立足于图形数据,以地质概念模型为基础,按照GIS的要求,在GIS平台上实现了数据驱动,充分体现了地质技术人员的核心作用,实现了矿产预测工作的科学、便捷、高效、定量化操作。

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