GIS技術(shù)在勘查中應(yīng)用 第三章 多源找礦信息提取(1,2 地質(zhì) 物探、化探、遙感)2016

1、礦產(chǎn)資源評價與預(yù)測工作一般流程地質(zhì)地質(zhì)物探物探化探化探遙感遙感礦產(chǎn)礦產(chǎn)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)處處理理與與分分析析成礦成礦信息信息提取提取經(jīng)驗?zāi)Ｐ徒?jīng)驗?zāi)Ｐ捅O(jiān)督模型監(jiān)督模型非監(jiān)督模型非監(jiān)督模型找礦有利找礦有利度與靶區(qū)度與靶區(qū)分類分類踏踏勘勘驗驗證證GIS找礦標(biāo)志提取地質(zhì)背景，地質(zhì)異常地質(zhì)背景，地質(zhì)異常分析與找礦標(biāo)志提取分析與找礦標(biāo)志提取物探資料處理分析與物探資料處理分析與找礦標(biāo)志提取找礦標(biāo)志提取化探資料處理分析與化探資料處理分析與找礦標(biāo)志提取找礦標(biāo)志提取遙感資料處理分析與遙感資料處理分析與找礦標(biāo)志提取找礦標(biāo)志提取成礦成礦信息信息綜合綜合多源多源信息信息空間空間數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫庫成果表達(dá)成果表達(dá)成果表達(dá)成果表達(dá)成果表達(dá)

2、成果表達(dá)1. 1.概概 述述 地學(xué)信息地學(xué)信息是指用是指用各種各種手段手段:地質(zhì)地質(zhì) 地球物理地球物理 地球化學(xué)地球化學(xué) 遙感遙感(高光譜高光譜) 信息處理信息處理獲取的獲取的地質(zhì)體地質(zhì)體(包括礦體包括礦體)特征屬性的總稱。特征屬性的總稱。成礦信息成礦信息指示礦化存在的各種顯示和標(biāo)志，它直接或間接指示、指示礦化存在的各種顯示和標(biāo)志，它直接或間接指示、識別礦床可能的形成條件和存在方式。識別礦床可能的形成條件和存在方式。1. 1.概概 述述整個礦產(chǎn)勘查整個礦產(chǎn)勘查( (包括區(qū)域地質(zhì)調(diào)查包括區(qū)域地質(zhì)調(diào)查) )，都是為了獲取地質(zhì)信息。，都是為了獲取地質(zhì)信息。成礦規(guī)律和成礦預(yù)測研究，成礦規(guī)律和成礦預(yù)測研

3、究，則是從各種地質(zhì)信息中提取則是從各種地質(zhì)信息中提取成礦信成礦信息，息，將各種信息轉(zhuǎn)化指示礦床存在的地質(zhì)標(biāo)志。將各種信息轉(zhuǎn)化指示礦床存在的地質(zhì)標(biāo)志。 近年來礦化信息提取和集成技術(shù)發(fā)展迅速，近年來礦化信息提取和集成技術(shù)發(fā)展迅速，非線性方法非線性方法和和GISGIS技術(shù)技術(shù)的引進(jìn)，有可能實現(xiàn)對的引進(jìn)，有可能實現(xiàn)對多種地質(zhì)礦化信息多種地質(zhì)礦化信息進(jìn)行進(jìn)行有效的識別有效的識別處理處理，使，使成礦預(yù)測技術(shù)水平成礦預(yù)測技術(shù)水平提高到一個新水平。從而為發(fā)現(xiàn)深提高到一個新水平。從而為發(fā)現(xiàn)深部和難識別礦床提供了新的方法技術(shù)手段。目前對礦化信息的部和難識別礦床提供了新的方法技術(shù)手段。目前對礦化信息的研究，正向著研

4、究，正向著微觀信息微觀信息和和隱蔽信息隱蔽信息兩個方向發(fā)展。兩個方向發(fā)展。1. 1.概概 述述 按照礦體埋藏深度，找礦信息可大致分為三類： (1)(1)地表礦化信息地表礦化信息 礦體直接出露地表，地表可見到礦體露頭和各種蝕變標(biāo)志，周圍可以發(fā)現(xiàn)各種礦化分散暈. (2) (2)淺部礦化信息淺部礦化信息 礦體未出露地表的淺部礦床，地表可見各種蝕變帶和物化探異常，包括各類盲礦體和被掩蓋的礦體. (3) (3)深部礦化信息深部礦化信息 深埋地下的礦體，地表無礦化顯示，基于地質(zhì)概念模型,應(yīng)用物探和深傳透地球化學(xué)手段和信息處理技術(shù)綜合提取礦化信息.1. 1.概概 述述 根據(jù)獲取信息的手段根據(jù)獲取信息的手段

5、(1) (1) 地質(zhì)礦化信息，包括各種礦化露頭、鐵帽地質(zhì)礦化信息，包括各種礦化露頭、鐵帽、近礦圍巖蝕變等、近礦圍巖蝕變等 (2)(2)地球化學(xué)信息，主要包括成礦元素和伴生地球化學(xué)信息，主要包括成礦元素和伴生元素的各種化探異常等；元素的各種化探異常等； (3)(3)地球物理信息，包括重力、磁、電和放射地球物理信息，包括重力、磁、電和放射性等。性等。 (4)(4)遙感地質(zhì)信息遙感地質(zhì)信息( (高光譜遙感高光譜遙感).).直接找礦信息直接找礦信息間接找礦信息間接找礦信息2.地球化學(xué)信息地球化學(xué)信息 地球化學(xué)信息地球化學(xué)信息主是要指各種地球化學(xué)分散暈，它主是要指各種地球化學(xué)分散暈，它們是圍繞礦體周圍的

6、某些元素的局部高含量帶。這些們是圍繞礦體周圍的某些元素的局部高含量帶。這些分散暈據(jù)調(diào)查介質(zhì)的不同可分為原生暈、次生暈（分分散暈據(jù)調(diào)查介質(zhì)的不同可分為原生暈、次生暈（分散流、水暈、氣暈、生物暈）等。散流、水暈、氣暈、生物暈）等。(D) Zonation of concentrated heavy minerals anomalous elementsFig. EZonation of concentrated heavy minerals anomalous elementsCopper(Cu) Geochemical map of China3.地球物理信息地球物理信息地球物理信息地球物理信息

7、主要是指各類物探異常，如磁異常、電性異常、主要是指各類物探異常，如磁異常、電性異常、放射性異常等。地球物理標(biāo)志對各種金屬礦產(chǎn)、能源礦產(chǎn)的勘放射性異常等。地球物理標(biāo)志對各種金屬礦產(chǎn)、能源礦產(chǎn)的勘查工作具有廣泛的指示作用，其主要反映地表以下至深部的礦查工作具有廣泛的指示作用，其主要反映地表以下至深部的礦化信息，對地表以下的地質(zhì)體具有化信息，對地表以下的地質(zhì)體具有“透視透視”的功能，因而是預(yù)的功能，因而是預(yù)測、找尋盲礦體（床）的重要途徑之一。測、找尋盲礦體（床）的重要途徑之一。物探異常物探異常的實質(zhì)是反映地質(zhì)體的物性差異。因此，地球物理標(biāo)的實質(zhì)是反映地質(zhì)體的物性差異。因此，地球物理標(biāo)志是在大多數(shù)情況

8、下是一種間接找礦標(biāo)志，其本身往往具有多志是在大多數(shù)情況下是一種間接找礦標(biāo)志，其本身往往具有多解性。解性。物探異常的強(qiáng)度物探異常的強(qiáng)度受地質(zhì)體的埋深大小及地形地貌特征影響較大受地質(zhì)體的埋深大小及地形地貌特征影響較大。在應(yīng)用地球物理標(biāo)志時，必須結(jié)合地質(zhì)、地貌等多方面的具。在應(yīng)用地球物理標(biāo)志時，必須結(jié)合地質(zhì)、地貌等多方面的具體特征進(jìn)行分析，以求對物探異常所反映的信息做出正確的解體特征進(jìn)行分析，以求對物探異常所反映的信息做出正確的解釋。圖釋。圖3-2-183-2-18顯示出一幅視顯示出一幅視電阻率電阻率的等值線圖它是根據(jù)以的等值線圖它是根據(jù)以100m100m電極距用激發(fā)激化測量過的同一地區(qū)取得的讀數(shù)作

9、出的，礦體電極距用激發(fā)激化測量過的同一地區(qū)取得的讀數(shù)作出的，礦體的輪廓重疊在電阻率的異常分布圖上，低阻異常與礦體的已知的輪廓重疊在電阻率的異常分布圖上，低阻異常與礦體的已知位置和近地表的輪廓重合。位置和近地表的輪廓重合。 2.3.地球物理信息地球物理信息(B)The vertical second derivative of gravity and magnetic anomalies continued upward 3km in Tongshi gold field The complex that indicates negative gravity fields The diorite

10、-porphyrite shows obvious positive magnetic fields the syenite-porphyry negative magnetic fieldsFig.C The vertical second derivative of gravity and magnetic anomalies continued upward 3km of The complex . 4.生物標(biāo)志信息生物標(biāo)志信息 生物的生存狀況受環(huán)境條件影響較大，一些特殊的生物的生物的生存狀況受環(huán)境條件影響較大，一些特殊的生物的存在可以在一定的程度上反映地下的地質(zhì)特征及可能的礦化特存在可

11、以在一定的程度上反映地下的地質(zhì)特征及可能的礦化特征，因而可以作為指示找礦的標(biāo)志。例如：我國長江中下游的征，因而可以作為指示找礦的標(biāo)志。例如：我國長江中下游的銅礦區(qū)內(nèi)一般都有銅礦區(qū)內(nèi)一般都有海州香薷海州香薷（銅草銅草）生長，目前是公認(rèn)的本地）生長，目前是公認(rèn)的本地區(qū)內(nèi)找礦的一種重要指示植物。區(qū)內(nèi)找礦的一種重要指示植物。 目前，生物標(biāo)志的研究趨勢是由宏觀生物向微體生物、如目前，生物標(biāo)志的研究趨勢是由宏觀生物向微體生物、如藻類、細(xì)菌、真菌類發(fā)展，由現(xiàn)代生物向已絕跡并已成為化石藻類、細(xì)菌、真菌類發(fā)展，由現(xiàn)代生物向已絕跡并已成為化石的古生物發(fā)展。并且，在研究、揭示生物標(biāo)志的指示找礦機(jī)理的古生物發(fā)展。并且

12、，在研究、揭示生物標(biāo)志的指示找礦機(jī)理方面，一改過去的把生物視為環(huán)境的被動產(chǎn)物的片面看法，而方面，一改過去的把生物視為環(huán)境的被動產(chǎn)物的片面看法，而是更多地注意對環(huán)境的主動改造作用，即把生物本身視為一種是更多地注意對環(huán)境的主動改造作用，即把生物本身視為一種重要的致礦因素，在此基礎(chǔ)上總結(jié)、發(fā)掘新的生物找礦標(biāo)志。重要的致礦因素，在此基礎(chǔ)上總結(jié)、發(fā)掘新的生物找礦標(biāo)志。這主要是近這主要是近2020年來生物成礦研究所取得的巨大進(jìn)展，使人們認(rèn)年來生物成礦研究所取得的巨大進(jìn)展，使人們認(rèn)識到生物通過自身或因其活動而改變了環(huán)境的物理化學(xué)條件，識到生物通過自身或因其活動而改變了環(huán)境的物理化學(xué)條件，使成礦元素發(fā)生遷移、

13、沉淀和富集，從而形成上規(guī)模的工業(yè)礦使成礦元素發(fā)生遷移、沉淀和富集，從而形成上規(guī)模的工業(yè)礦床。生物致礦作用的揭示給生物找礦標(biāo)志的研究開拓了新的廣床。生物致礦作用的揭示給生物找礦標(biāo)志的研究開拓了新的廣闊空間。闊空間。5.5.遙感信息遙感信息 近年來，遙感技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于區(qū)域礦產(chǎn)勘查近年來，遙感技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于區(qū)域礦產(chǎn)勘查。因為遙感信息主要反映區(qū)域景觀模式，因此，遙感。因為遙感信息主要反映區(qū)域景觀模式，因此，遙感信息與重磁信息的有機(jī)結(jié)合對刻畫區(qū)域構(gòu)造空間分布信息與重磁信息的有機(jī)結(jié)合對刻畫區(qū)域構(gòu)造空間分布特征，深化對區(qū)域成礦規(guī)律的認(rèn)識具有極其重要的作特征，深化對區(qū)域成礦規(guī)律的認(rèn)識具有極其重要的

14、作用。用。Pan Pan 和和HarrisHarris（20002000）對遙感信息在區(qū)域礦產(chǎn)勘）對遙感信息在區(qū)域礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用進(jìn)行了如下歸納：查中的應(yīng)用進(jìn)行了如下歸納：（1 1）區(qū)域線形體填圖：區(qū)域線形體填圖：區(qū)域線形體是控制礦化集中區(qū)區(qū)域線形體是控制礦化集中區(qū)形成的重要構(gòu)造因素，它與眾多礦床在空間上的密切形成的重要構(gòu)造因素，它與眾多礦床在空間上的密切關(guān)系，可作為預(yù)測新的礦集區(qū)的重要線索。關(guān)系，可作為預(yù)測新的礦集區(qū)的重要線索。（2 2）局部斷裂填圖：局部斷裂填圖：通過濾波和邊緣增強(qiáng)技術(shù)確定的通過濾波和邊緣增強(qiáng)技術(shù)確定的局部斷裂是控制礦田形成的局部因素。對局部斷裂構(gòu)局部斷裂是控制礦田形成的局

15、部因素。對局部斷裂構(gòu)造模式的正確認(rèn)識有助于發(fā)現(xiàn)新的礦床。造模式的正確認(rèn)識有助于發(fā)現(xiàn)新的礦床。5.5.遙感信息遙感信息（3 3）巖性填圖巖性填圖：邊緣地區(qū)開展快速高效地地質(zhì)填圖的最邊緣地區(qū)開展快速高效地地質(zhì)填圖的最佳途徑就是遙感填圖，該技術(shù)對提高地質(zhì)填圖的質(zhì)量，尤佳途徑就是遙感填圖，該技術(shù)對提高地質(zhì)填圖的質(zhì)量，尤其是確立不同巖性填圖單位的邊界具有重要價值。其是確立不同巖性填圖單位的邊界具有重要價值。（4 4）熱液蝕變巖石填圖熱液蝕變巖石填圖：蝕變巖石通常含有特征的蝕變蝕變巖石通常含有特征的蝕變礦物組合，且與原巖具有不同的顏色和結(jié)構(gòu)。遙感技術(shù)，礦物組合，且與原巖具有不同的顏色和結(jié)構(gòu)。遙感技術(shù)，尤其

16、是高光譜技術(shù)，具有探測礦物巖石結(jié)構(gòu)和顏色變化的尤其是高光譜技術(shù)，具有探測礦物巖石結(jié)構(gòu)和顏色變化的能力，從而為蝕變巖石填圖提供了獨特的工具。絕大多數(shù)能力，從而為蝕變巖石填圖提供了獨特的工具。絕大多數(shù)熱液礦床具有特定的蝕變礦物組合，它們是尋找未發(fā)現(xiàn)礦熱液礦床具有特定的蝕變礦物組合，它們是尋找未發(fā)現(xiàn)礦床的診斷性標(biāo)志。床的診斷性標(biāo)志。由于遙感信息不具備深穿透能力，它在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用由于遙感信息不具備深穿透能力，它在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用僅限于基巖出露區(qū)和半出露區(qū)。地表覆蓋物和植被也影響僅限于基巖出露區(qū)和半出露區(qū)。地表覆蓋物和植被也影響對遙感影像的正確解譯。對遙感影像的正確解譯。Fig .ATM Image

17、 of western Shandong terrain 第一節(jié) 地質(zhì)信息提取與處理地層信息提取及處理地層信息提取及處理構(gòu)造信息提取及處理構(gòu)造信息提取及處理巖體信息提取及處理巖體信息提取及處理蝕變與礦化提取及處理蝕變與礦化提取及處理地層巖性的多樣性和復(fù)雜性是影響元素聚集成礦的重要因素。地層巖性控礦有兩重含義：一是某個時代的巖石地層相對地史時期的其他層位更富含某種成礦元素，形成所謂的礦源層，譬如早前寒武紀(jì)綠巖帶以富含金和鐵為主要特征，其中賦存著一些眾所周知的世界級金礦床和鐵礦床；二是某些巖石的物理、化學(xué)性質(zhì) （如巖石的孔隙度、滲透率、有機(jī)質(zhì)含量和有利于化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)等）有利于一些金屬元素富集成礦

18、，譬如黑色頁巖建造，含銅砂頁巖建造，碳酸鹽巖建造（賦存密西西比型NZn礦和卡林型金礦）等。如何表達(dá)與使用GIS 在 地質(zhì)信息提取或分析中主要功能致礦地質(zhì)異常分析：基本目標(biāo)就是要實現(xiàn)地質(zhì)體單元或網(wǎng)致礦地質(zhì)異常分析：基本目標(biāo)就是要實現(xiàn)地質(zhì)體單元或網(wǎng)格單元的地質(zhì)信息提取；用空間分析、多元統(tǒng)計等數(shù)學(xué)手格單元的地質(zhì)信息提?。挥每臻g分析、多元統(tǒng)計等數(shù)學(xué)手段，提取地質(zhì)異常，并對地質(zhì)異常進(jìn)行分類、分級。段，提取地質(zhì)異常，并對地質(zhì)異常進(jìn)行分類、分級。主要包括單元劃分、查詢檢索、變量取值與處理、空間分主要包括單元劃分、查詢檢索、變量取值與處理、空間分析方法、地質(zhì)異常分析、各種實用分析工具等功能；析方法、地質(zhì)異常分

19、析、各種實用分析工具等功能；單元劃分中有規(guī)則單元劃分及不規(guī)則單元劃分兩種方式；單元劃分中有規(guī)則單元劃分及不規(guī)則單元劃分兩種方式；在變量取值與處理中，提供對點、線、面元的取值選擇，在變量取值與處理中，提供對點、線、面元的取值選擇，提供變量處理及轉(zhuǎn)換功能；提供變量處理及轉(zhuǎn)換功能；基本空間分析如基本空間分析如礦點與地層、巖體關(guān)系的空間疊加運(yùn)算，礦點與地層、巖體關(guān)系的空間疊加運(yùn)算，及按礦種、類型或按地層（巖體）屬性提取運(yùn)算，提供礦及按礦種、類型或按地層（巖體）屬性提取運(yùn)算，提供礦點與斷裂鄰近關(guān)系分析，斷層與巖體、蝕變的鄰近關(guān)系分點與斷裂鄰近關(guān)系分析，斷層與巖體、蝕變的鄰近關(guān)系分析等；析等；提供一些地質(zhì)

20、分析中有用的編輯、修改功能。提供提供一些地質(zhì)分析中有用的編輯、修改功能。提供多圖層、多圖元的列表查詢。專題圖例的自動生成等實用多圖層、多圖元的列表查詢。專題圖例的自動生成等實用工具。工具。1 地層信息提取與處理地層巖性類別地層巖性類別地層巖性空間分布特征地層巖性空間分布特征地層與礦化空間關(guān)系分析地層與礦化空間關(guān)系分析地層與礦化的成因關(guān)系分析地層與礦化的成因關(guān)系分析信息提取技術(shù)信息提取技術(shù)如地層組合熵如地層組合熵地層巖性空間分布特征地層與礦化空間關(guān)系分析利用利用GIS 中的分析功能中的分析功能對區(qū)內(nèi)金礦點與地層進(jìn)對區(qū)內(nèi)金礦點與地層進(jìn)行相交分析，然后統(tǒng)計行相交分析，然后統(tǒng)計礦點所發(fā)育的地層層位，礦

21、點所發(fā)育的地層層位，發(fā)現(xiàn)含礦地層層位主要發(fā)現(xiàn)含礦地層層位主要有有4個，其中三疊系地個，其中三疊系地層含礦比例最大，為層含礦比例最大，為81.6%，泥盆，泥盆-志留系次志留系次之，為之，為13.2%地層與礦化的成因關(guān)系分析簡單含量對比（背景值）通過對比區(qū)域地層巖性中成礦元素的含量來確定地層是否能為成礦提供物質(zhì)來源。濃集（富集）系數(shù)： K=地層中某元素含量/地殼克拉克值地層巖性地球化學(xué)剖面用途：佐證礦源層的存在地層中元素附存態(tài)及活化遷移不同尺度的構(gòu)造體系（包括斷裂體系和褶皺體系）是典型的控礦地質(zhì)異常因素。全球地質(zhì)構(gòu)造控制洲際成礦帶的形成與分布，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造控制成礦省分布與演化，局部構(gòu)造休系控制礦產(chǎn)

22、資源體（礦田、礦床和礦體）的空間定位。但并不是所有的構(gòu)造體系都是控礦的，而在同一控礦構(gòu)造體系中亦不是所有構(gòu)造都是控礦的，我們將控制不同等級礦產(chǎn)資源體形成和分布的構(gòu)造定義為控礦地質(zhì)異常構(gòu)造，相應(yīng)的構(gòu)造體系，稱之為地質(zhì)異常構(gòu)造控礦體系。問題的關(guān)鍵是建立識別控礦地質(zhì)異常構(gòu)造的數(shù)字信息標(biāo)準(zhǔn)。內(nèi)生礦床的形成通常與構(gòu)造的活動密切相關(guān)，受不同性質(zhì)和多期構(gòu)造控制形成的疊生礦床往往是大型，超大型礦床。2 構(gòu)造信息提取與處理2 構(gòu)造信息提取與處理構(gòu)造空間、時間分布的查明空間分布：地質(zhì)調(diào)查、地球物理、遙感時間分布：野外調(diào)查、年齡測試構(gòu)造與成礦關(guān)系的查明空間上：礦化發(fā)生在構(gòu)造帶內(nèi)、外（距離構(gòu)造帶有多遠(yuǎn)），不同構(gòu)造形式

23、、部位發(fā)生礦化的情況時間上：成礦前、成礦期、成礦后成因上：控礦、不控礦構(gòu)造信息提取技術(shù)構(gòu)造影響范圍分析（buffer分析）原理：統(tǒng)計意義上的構(gòu)造帶兩側(cè)有利成礦范圍實例利用利用GIS技術(shù)進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)分析可得川西北地區(qū)斷裂構(gòu)造技術(shù)進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)分析可得川西北地區(qū)斷裂構(gòu)造異常及其控礦范圍圖，異常及其控礦范圍圖， 構(gòu)造異常對金成礦的控制構(gòu)造異常對金成礦的控制 構(gòu)構(gòu)造造異異常?？乜氐V礦范范圍圍 巖性的多樣性和復(fù)雜性亦是影響元素富集礦化的重要因素。大型和超大型礦床往往是在整個地殼演化過程中多期、多階段成礦作用疊加的產(chǎn)物。元素富集成礦對巖性具有某種專屬件，如中酸性侵入巖與不純灰?guī)r接觸易于形成矽卡巖礦床，至于形

24、成何種礦種的矽卡巖礦床，可能取決于更深層次的復(fù)雜因素。另一方面，巖性單元分布的時空因素對某些礦床（層控礦床）也是必不可少的。對于熱液礦床而言，蝕變分帶和元素分帶是一種普遍現(xiàn)象。含礦熱液的遷移通常有兩種最基本的形式：滲透遷移和擴(kuò)散遷移，前者受巖石的滲透率（斷層裂隙）控制，通常形成脈狀礦體，后者則主要受巖石孔隙度的影響，通常形成浸染狀礦體。形成大型礦床的含礦熱液運(yùn)移通常具有上述兩種遷移形式，最終形成細(xì)脈浸染狀礦床，如斑巖型礦床。3 巖漿巖信息提取與處理3 巖漿巖信息提取與處理主要巖性類別巖體空間分布特征巖體與礦化關(guān)系信息提取技術(shù)GIS巖漿作用與金成礦關(guān)系的表現(xiàn)巖漿作用與金成礦關(guān)系的表現(xiàn): 巖漿與圍

25、巖的相互作用、巖漿期后巖漿與圍巖的相互作用、巖漿期后熱液對圍巖蝕變作用、為成礦流體提供容礦空間和容礦巖石。熱液對圍巖蝕變作用、為成礦流體提供容礦空間和容礦巖石。統(tǒng)計顯示，研究區(qū)內(nèi)統(tǒng)計顯示，研究區(qū)內(nèi)85%以上以上的金礦床（點）的形成都表現(xiàn)出與巖漿熱液活動的的金礦床（點）的形成都表現(xiàn)出與巖漿熱液活動的密切關(guān)系。密切關(guān)系。 利用利用GIS空間分析技術(shù)獲本區(qū)小巖體或巖脈異常致礦影響范圍圖空間分析技術(shù)獲本區(qū)小巖體或巖脈異常致礦影響范圍圖 巖漿活動及熱源異常對金礦的控制巖漿活動及熱源異常對金礦的控制 構(gòu)造構(gòu)造巖漿巖漿組合組合異常異常控礦控礦 巖體與礦化關(guān)系分析時間上：野外調(diào)查、時間測試空間上：礦化發(fā)育在巖

26、體內(nèi)、巖體外或巖體與圍巖接觸帶上成因上：巖體與礦化是否有成因上的聯(lián)系為成礦提供能量、物質(zhì)來源不同類型的熱液礦床通常與不同的蝕變礦化類型相聯(lián)系。蝕變巖種類的多樣性增加了巖性控礦的復(fù)雜性。熱液蝕變通常圍繞礦床（斑巖銅礦床）具有明顯的分帶現(xiàn)象，利用這種分帶規(guī)律能夠預(yù)測礦床（礦體）的存在。4 礦化與蝕變信息提取與處理4礦化與蝕變信息提取直接和間接礦化信息直接和間接礦化信息直接的礦化信息直接的礦化信息：如礦產(chǎn)露頭、有用礦物重砂：如礦產(chǎn)露頭、有用礦物重砂和和間接的礦化信息間接的礦化信息：如大多數(shù)的物探異常、遙感資料等。：如大多數(shù)的物探異常、遙感資料等。蝕變類型與成礦類型的匹配蝕變類型與成礦類型的匹配第二節(jié)

27、 地球化學(xué)信息提取與處理地球化學(xué)數(shù)據(jù)處理地球化學(xué)異常篩選地球化學(xué)信息提取技術(shù)化探數(shù)據(jù)處理任務(wù)與方法1） 地球化學(xué)“背景與異常”的劃分，即合理地確定計常圈定的技術(shù)方法；可以采用（對數(shù)）正態(tài)分布法，襯度異常法、多標(biāo)度分形法等。2）表達(dá)多元素的共生組合規(guī)律，以確定區(qū)域成礦作用元素演化特征及規(guī)律， 目的是增強(qiáng)對異常性質(zhì)的識別能力。常采用多元統(tǒng)計分析法，如因子分析、對應(yīng)分析、相關(guān)分析、判別分析、聚類分析、回歸分析等。 3 ）表達(dá)區(qū)域地球化學(xué)場的空間分布規(guī)律。如通過趨勢分析?？死锝鸱治?、多標(biāo)度分形處理，確定區(qū)域地球化學(xué)場的結(jié)構(gòu)性，從而確定化探異常的主間分布。4）地球化學(xué)異常評價。主要涉及異常的強(qiáng)化、異常規(guī)

28、模、異常性質(zhì)及資源量預(yù)測等問題。可以采用成礦相關(guān)元素的組合來強(qiáng)化化探異常，如累加累乘法、比值法等。5） 地球化學(xué)制圖分析。通過GIS制圖技術(shù)，合理地表達(dá)空間地球化學(xué)異常。GIS 提供的分析功能GIS常規(guī)化探異常分析功能：化探資料成礦信息的提取技術(shù)主要涉及區(qū)域化探異常的圈定與識別、元素的共生組合規(guī)律。區(qū)域地球化學(xué)場的空間分布規(guī)律、地球化學(xué)異常評價等。例如MORPAS對化探資料提供了異常下限的計算、襯度異常計算、匯水盆地單元自動劃分和多元統(tǒng)計分析（聚類分析、判別分析、對應(yīng)分析、因子分析等）。地球化學(xué)背景與地球化學(xué)異常地球化學(xué)數(shù)據(jù)處理地球化學(xué)數(shù)據(jù)處理異常的圈定異常的圈定1、地球化學(xué)背景從找礦的角度，

29、化探中將未受成礦作用影響的地區(qū)叫做從找礦的角度，化探中將未受成礦作用影響的地區(qū)叫做背背景區(qū)（或正常區(qū)）景區(qū)（或正常區(qū)）在背景區(qū)內(nèi)各種天然物質(zhì)中（如巖石、土壤、水系沉積物、在背景區(qū)內(nèi)各種天然物質(zhì)中（如巖石、土壤、水系沉積物、地表水、地下水、植物和空氣等）各種地化指標(biāo)（如元素地表水、地下水、植物和空氣等）各種地化指標(biāo)（如元素和同位素含量和比值、和同位素含量和比值、pH、Eh值、溫度等）的數(shù)值稱為值、溫度等）的數(shù)值稱為地球化學(xué)背景地球化學(xué)背景由于背景各種天然物質(zhì)中各種地球化學(xué)指標(biāo)的不均勻性，由于背景各種天然物質(zhì)中各種地球化學(xué)指標(biāo)的不均勻性，所以地球化學(xué)背景往往不是一個固定的數(shù)值，而是在一定所以地球化

30、學(xué)背景往往不是一個固定的數(shù)值，而是在一定范圍內(nèi)起伏變化的一系列數(shù)值。范圍內(nèi)起伏變化的一系列數(shù)值。2、地球化學(xué)異常1 定義定義: 是相對于地球化學(xué)背景區(qū)而言的，是指與是相對于地球化學(xué)背景區(qū)而言的，是指與地球化學(xué)背景區(qū)相比有顯著差異的元素含量富集地球化學(xué)背景區(qū)相比有顯著差異的元素含量富集區(qū)或貧化區(qū)。區(qū)或貧化區(qū)。2 在異常區(qū)內(nèi)，各種自然介質(zhì)中，指示元素的含量在異常區(qū)內(nèi)，各種自然介質(zhì)中，指示元素的含量與周圍的背景區(qū)有明顯的差異，那么該指示元素與周圍的背景區(qū)有明顯的差異，那么該指示元素的含量值稱為的含量值稱為地球化學(xué)異常值地球化學(xué)異常值，簡稱，簡稱異常值異常值3、地球化學(xué)異常分類、地球化學(xué)異常分類根據(jù)異

31、常所賦存的介質(zhì)的不同，分為：根據(jù)異常所賦存的介質(zhì)的不同，分為：巖石地球化學(xué)異常巖石地球化學(xué)異常土壤地球化學(xué)異常土壤地球化學(xué)異常水系沉積物地球化學(xué)異常水系沉積物地球化學(xué)異常 水地球化學(xué)異常水地球化學(xué)異常 氣體地球化學(xué)異常氣體地球化學(xué)異常 生物地球化學(xué)異常生物地球化學(xué)異常4、地球化學(xué)異常的參數(shù)值、地球化學(xué)異常的參數(shù)值1）異常下限）異常下限2）異常襯度）異常襯度3）異常強(qiáng)度）異常強(qiáng)度4）異常面積）異常面積5）異常規(guī)模）異常規(guī)模6）異常濃度分帶性）異常濃度分帶性7）綜合異常組分特征）綜合異常組分特征地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理地球化學(xué)數(shù)據(jù)的處理元素統(tǒng)計特征（元素統(tǒng)計特征（STATISTIC）地球化學(xué)數(shù)據(jù)特征地球

32、化學(xué)數(shù)據(jù)特征元素曲線圖（元素曲線圖（GRAPHER）地球化學(xué)剖面地球化學(xué)剖面等值線圖（等值線圖（SUFFER、MAPGIS ）地球化學(xué)異常地球化學(xué)異常GIS信息提取（信息提?。∕ORPAS）本區(qū)地球化學(xué)元素的高異常繼承了區(qū)域元素的高背景本區(qū)地球化學(xué)元素的高異常繼承了區(qū)域元素的高背景特征特征 。利用利用GIS技術(shù)，對技術(shù)，對Au、As、Hg的異常組合進(jìn)行分析的異常組合進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)有發(fā)現(xiàn)有63.2%的金礦（床）點落在組合異常中，充分說明了的金礦（床）點落在組合異常中，充分說明了組合地球化學(xué)異常對本區(qū)金礦發(fā)育的重要控制作用組合地球化學(xué)異常對本區(qū)金礦發(fā)育的重要控制作用 地球化學(xué)異常對金礦的控制地球化學(xué)

33、異常對金礦的控制 地球地球化學(xué)化學(xué)異常異常控礦控礦范圍范圍 關(guān)于地球化學(xué)異常關(guān)于地球化學(xué)異常篩選篩選常用方法：常用方法：經(jīng)驗分析法經(jīng)驗分析法 這是化探異常篩選初期常用的一種方法，主要這是化探異常篩選初期常用的一種方法，主要適用于地質(zhì)工作程度較低的中、高山區(qū)；主要依據(jù)適用于地質(zhì)工作程度較低的中、高山區(qū)；主要依據(jù)是是“高、大、全高、大、全”的地球化學(xué)準(zhǔn)則和部分地質(zhì)背景的地球化學(xué)準(zhǔn)則和部分地質(zhì)背景準(zhǔn)則與已知礦異常進(jìn)行對比，憑借工作者的認(rèn)識和準(zhǔn)則與已知礦異常進(jìn)行對比，憑借工作者的認(rèn)識和經(jīng)驗，對異常進(jìn)行篩選優(yōu)化。所謂的高、大、全就經(jīng)驗，對異常進(jìn)行篩選優(yōu)化。所謂的高、大、全就是指異常強(qiáng)度高、規(guī)模大、元素組

34、合全。是指異常強(qiáng)度高、規(guī)模大、元素組合全。統(tǒng)一處理的Cu異常87.0088.0089.0090.0091.0092.0093.0094.0029.0030.0031.0030.0040.0045.0080.00100.00125.00150.007116x10-9仁 欽 則吉 如勒 宗旁 堆沖 江廳 宮松 多 握達(dá) 布驅(qū) 龍甲 馬同 龍 卜吹 敗 子湯 不 拉普 下夏 馬 日杰 池 松 多A90.0091.0092.0093.0094.0029.0030.0031.0030.0040.0045.0080.00100.00125.00150.0087.0088.0089.0090.0029.00

35、30.0031.0040.0045.0050.0055.0060.0065.0070.0030.0031.0015.0017.0019.0021.0023.0025.0027.00圖 14 岡 底 斯 東 段 水 系 沉 積 物 Cu異 常 圖仁 欽 則吉 如勒 宗沖 江廳 宮松 多 握拉 抗 俄驅(qū) 龍甲 馬同 龍 卜吹 敗 子湯 不 拉查 藏 錯旁 堆達(dá) 布x10-9.B分區(qū)處理的Cu異常第三節(jié) 物探信息提取與處理重磁信息最大優(yōu)點是具有深穿透性，因而能較好揭示深部地質(zhì)構(gòu)造特征而被廣泛地應(yīng)用于基礎(chǔ)地質(zhì)研究和資源評價。在礦產(chǎn)資源預(yù)測評價工作中，物探資料的利用是十分重要的，因為物探資料不僅反映淺部

36、的物性分布特征，而且也同時反映深部地質(zhì)體空間展布的信息。這些深部信息往往是其他地學(xué)資料所不能提供的。 合理的利用物探資料，對推測隱伏地質(zhì)異常如隱伏基底（可能的礦源）、隱伏構(gòu)造。隱伏巖體和隱伏礦床等部具有重要作用。正是因為重磁物探數(shù)據(jù)是地下所有重磁物性異常體的綜合反映，導(dǎo)致其異常成分極為復(fù)雜，因此就存在如何從疊加場中將所研究對象的異常單獨而完整的分離出來的問題。但是，由于物探資料存在固有的多解性問題，即不同的地質(zhì)體可以有相近的地球物理場，也就是說地質(zhì)體的大小。形狀、深度與產(chǎn)狀等參數(shù)的不同組合能引起相同或相近的地球物理異常。這就需要我們根據(jù)重磁位場的性質(zhì)和特點，通過適當(dāng)?shù)奈粓鲎儞Q、數(shù)字濾波等數(shù)據(jù)處

37、理方法，實現(xiàn)不同性質(zhì)地質(zhì)體的場分解，從多角度將場源與地質(zhì)體相聯(lián)系，從各個側(cè)面顯示地質(zhì)構(gòu)造特征，使多解趨向于單一， 此外還要結(jié)合地質(zhì)、地球化學(xué)等其他地學(xué)信息的研究，來達(dá)到不同地質(zhì)體識別的目的。物探資料常見處理方法（了解）通常，重磁數(shù)據(jù)處理包括以下幾個方面：1）數(shù)字濾波：濾波處理的意義在于“去粗取精，去偽存真”，使地質(zhì)因素（礦體形態(tài)變化、巖體影響。巖礦物性變化。地表物質(zhì)干擾等X 地形影響。測量誤差等因素可能造成的干擾從實測中消除或降 低。常用的方法主要包括：圓滑處理、窗口滑動平均。延拓和帶通濾波。2）位場轉(zhuǎn)換：主要是磁測三分量轉(zhuǎn)換（由地磁感應(yīng)場強(qiáng)度面T轉(zhuǎn)換為垂直磁場分量Z和水平分量 H）、化極、重

38、磁轉(zhuǎn)換（磁源重力異常和視重力異常計算等）。3）異常劃分（劃分區(qū)域和局部異常）：突出區(qū)域異?；蛏畈慨惓５姆椒ㄓ校合蛏涎油?趨勢分析， 低通濾波， 匹配濾波， 平均場法， 網(wǎng)函數(shù)法 突出局部異?；驕\部異常的方法有：向下延拓 趨勢分析的剩余值， 高通濾波， 匹配濾波的淺源場， 導(dǎo)數(shù)計算（垂向一階。二階導(dǎo)數(shù)，水平導(dǎo)數(shù)等）4） 重磁資料及演與定量解釋：包括基于等效層原理的視磁化率填圖、視密度填圖，界面反演以及三度地質(zhì)體反演，以定量求取地質(zhì)體的埋深、規(guī)模、形狀、走向、大小等，為礦床的定量預(yù)測和儲量計算提供參考信息。在中大比例尺成礦預(yù)測中，重磁資料解釋的主要任務(wù)：研究區(qū)域場特征并對位場進(jìn)行分區(qū)；解釋斷裂構(gòu)造

39、及其他有關(guān)構(gòu)造；解釋與目標(biāo)物有關(guān)的各類侵人巖體（隱伏，半隱伏八解釋與目標(biāo)物有關(guān)的地層；研究預(yù)測礦種的已知礦田、礦帶的重磁場特征并結(jié)合地質(zhì)及其他物探資料提取有用信息，找出預(yù)測標(biāo)忐建立區(qū)域地質(zhì)一地球物理模式以對該類礦田、礦帶進(jìn)行預(yù)測。為了達(dá)到上述目標(biāo)，除需要對重磁平剖圖及其等值線平面圖作重點解釋外，還需對重磁資料進(jìn)行濾波。化極、延拓。求水平一次導(dǎo)數(shù)和垂向二次導(dǎo)數(shù)等數(shù)據(jù)處理并對其進(jìn)行解釋。GIS 提供的分析功能GIS常規(guī)物探異常分析功能：重磁物探資料的成礦信息提取，主要側(cè)重于發(fā)揮物深深源性探測優(yōu)勢，挖掘其反映深部構(gòu)造認(rèn)識的信息，實現(xiàn)地球物理場的分區(qū)。分帶及結(jié)構(gòu)分析，提取物探找礦標(biāo)志信息。例如MORP

40、AS提供了圓滑處理、梯度分析、傅氏濾波、三分量計算、平均場法和匹配濾波浩等位場轉(zhuǎn)換與異常劃分功能；。異常圖 示例 重力分布異常圖航磁分布異常圖第四節(jié) 遙感信息提取與處理近年來，遙感技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于區(qū)域礦產(chǎn)勘查。因為遙感信息主要反映區(qū)域景觀模式，因此，遙感信息與重磁信息的有機(jī)結(jié)合對刻畫區(qū)域構(gòu)造空間分布特征，深化對區(qū)域成礦規(guī)律的認(rèn)識具有極其重要的作用。Pan和Harris（2000）對遙感信息在區(qū)域礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用進(jìn)行了如下歸納：1）區(qū)域線形體填圖：區(qū)域線形體是控制礦化集中區(qū)形成的重要構(gòu)造因素，它與眾多礦床在空間上的密切關(guān)系，可作為預(yù)測新的礦集區(qū)的重要線索。2）局部斷裂填圖：通過濾波和邊緣增強(qiáng)

41、技術(shù)確定的局部斷裂是控制礦田形成的局部因素。對局部斷裂構(gòu)造模式的正確認(rèn)識有助于發(fā)現(xiàn)新的礦床。3）巖性填圖：邊緣地區(qū)開展快速高效地地質(zhì)填圖的最佳途徑就是遙感填圖，該技術(shù)對提高地質(zhì)填圖的質(zhì)量，尤其是確立不同巖性填圖單位的邊界具有重要價值。 4）熱液蝕變巖石填圖：蝕變巖石通常含有特征的蝕變礦物組合，且與原巖具有不同的顏色和結(jié)構(gòu)。遙感技術(shù)，尤其是高光譜技術(shù)，具有探測礦物巖石結(jié)構(gòu)和顏色變化的能力，從而為蝕變巖石填圖提供了獨特的工具。絕大多數(shù)熱液礦床具有特定的蝕變礦物組合，它們是尋找未發(fā)現(xiàn)礦床的診斷性標(biāo)志。由于遙感信息不具備深穿透能力，它在礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用僅限于基巖出露區(qū)和半出露區(qū)。地表覆蓋物和植被也影響

42、對遙感影像的正確解譯。GIS 對遙感信息的處理遙感致礦異常分析：包括常規(guī)的圖像處理功能之外，還包括對遙感線、環(huán)構(gòu)造的分析功能，可以統(tǒng)計網(wǎng)格單元中斷裂的條數(shù)、密度、平均方位、優(yōu)益度、中心對稱度、方位嫡、交點數(shù)等。線性構(gòu)造實例綜合分析目標(biāo)與方法應(yīng)用GIS技術(shù)進(jìn)行圈定異常地段，作如下研究：線型地質(zhì)異常分析及地質(zhì)異常區(qū)確定和面型地質(zhì)異常的找礦有利度分析。通過分析，篩選出對成礦關(guān)系最密切的地質(zhì)異常；組合地質(zhì)異常的成礦有利度分析，其中包括線異常與面異常的組合及面異常與面異常的組合。通過這些研究，確定對于找礦最有利的有效地質(zhì)異常組合。用有效的地、物、化、遙異常的空間合成的方法確定找礦有利地段。對利用GIS所

43、圈定的找礦有利地段做出評價。研究區(qū)地理坐標(biāo)為：3640-3800；東經(jīng)11930-12300。全區(qū)陸地部分面積為22800km2。區(qū)域地質(zhì)背景膠東礦集區(qū)大地構(gòu)造位置屬濱太平洋成礦帶膠東隆起,處在環(huán)太平洋成礦帶內(nèi),整個膠東地塊周圍以斷裂構(gòu)造為界,東南部為五（蓮）榮（城）斷裂,西部為郯廬斷裂,北部為秦（皇島）威（海）斷裂,總體構(gòu)成一三角形地塊,該地塊中部的桃（村）即（墨）斷裂將膠東地區(qū)劃分為地質(zhì)與成礦特征明顯不同的東西兩部分（圖圖1）.膠東屬濱太平洋成礦帶西部，中新生代大陸活動邊緣，總體上是構(gòu)造、巖漿、變質(zhì)及成礦作用頻繁而劇烈的活動帶。圖1 膠東地塊區(qū)域構(gòu)造綱要圖1、復(fù)背斜；2、推測及實測斷裂郯廬

44、斷裂；秦皇島威海斷裂；桃村即墨斷裂；五蓮榮成斷裂；嘉山響水?dāng)嗔?礦集區(qū)構(gòu)造體系有區(qū)域EW向構(gòu)造帶，SN向構(gòu)造帶，早、新華夏系構(gòu)造和華夏系構(gòu)造?？氐V構(gòu)造是在EW向基底構(gòu)造帶的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的NE、NNE向斷裂帶。其中包括膠西北的“S”型構(gòu)造系，牟平即墨斷裂帶和金牛山斷裂帶。這些斷裂帶對膠東與中燕山期花崗巖有關(guān)的熱液金礦有控礦專屬性。2.1.l EW向構(gòu)造帶在優(yōu)地槽地質(zhì)環(huán)境下形成膠東群地層后，本區(qū)受到了與阜平運(yùn)動（2500-2200Ma）、五臺運(yùn)動（2200-2000Ma）及呂梁運(yùn)動（S)S- (1) 這里這里S是能譜密度，是能譜密度，A是大于能譜密度某一臨界值（是大于能譜密度某一臨界值（S0）的

45、面積）的面積。不同的。不同的值在值在log A(S)log(S)圖上能夠獲取，這取決于分型圖上能夠獲取，這取決于分型濾波器的構(gòu)置。通常在濾波器的構(gòu)置。通常在log-log圖上，所有直線段服從關(guān)系式（圖上，所有直線段服從關(guān)系式（1）。不同的直線段代表了不同的分形關(guān)系，兩條直線的交點所）。不同的直線段代表了不同的分形關(guān)系，兩條直線的交點所對應(yīng)的橫坐標(biāo)值（能譜密度值）被視為確定分形濾波器的閾值對應(yīng)的橫坐標(biāo)值（能譜密度值）被視為確定分形濾波器的閾值。三種類型的分形濾波器能被構(gòu)置：低通、高通和帶通能譜密度三種類型的分形濾波器能被構(gòu)置：低通、高通和帶通能譜密度濾波。譬如，在濾波。譬如，在log A(S)log(S)圖上，服從關(guān)系式（圖上，服從關(guān)系式（1）的兩）的兩條線段相交，取交點條線段相交，取交點S0作為閾值，定義兩類濾波器