本發(fā)明涉及資源遠(yuǎn)景估算領(lǐng)域，特別是涉及一種礦集區(qū)尺度礦產(chǎn)資源估算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快以及資源需求的上升，地質(zhì)環(huán)境問題日趨嚴(yán)重。目前，我國許多大中型礦產(chǎn)由于地質(zhì)儲(chǔ)量枯竭成為資源危機(jī)性礦山，但這些礦山許多是由于地質(zhì)勘查工作投入不夠，在其深部及其外圍資源潛力不清所致。為了解決上述問題，主要采用資源量遠(yuǎn)景估算方法去預(yù)測(cè)礦山資源潛力。其資源量遠(yuǎn)景估算方法主要包括三步式法、體積法、豐度值法、礦床模型法、主觀概率法以及品位-噸位模型方法，但是上述方法普遍存在以下缺點(diǎn)；如大部分方法只適合于沉積礦產(chǎn)，不適合其他類型礦產(chǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的局限性；自然界中的礦體所賦存環(huán)境的空間展布十分復(fù)雜，目前只是尋找適合的簡(jiǎn)單多面體替代真實(shí)世界的含礦地質(zhì)體，此過程需要大量的地質(zhì)知識(shí)，然后由人為的二維空間計(jì)算，再推倒到三維空間計(jì)算，很容易受到人為因素影響，使含礦地質(zhì)體的體積公式不精確，降低資源遠(yuǎn)景估算的可信度。即采用上述方法會(huì)導(dǎo)致資源遠(yuǎn)景估算可信度很低，且在實(shí)際應(yīng)用中具有一定的局限性。因此，如何提高資源遠(yuǎn)景估算的可信度，打破現(xiàn)有的局限性，是目前資源遠(yuǎn)景估算領(lǐng)域急需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種礦集區(qū)尺度礦產(chǎn)資源估算方法及系統(tǒng)，以打破現(xiàn)有實(shí)際應(yīng)用的局限性，提高礦產(chǎn)資源遠(yuǎn)景估算可信度為目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種礦集區(qū)尺度礦產(chǎn)資源估算方法，所述方法包括：

構(gòu)建礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫；所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫包括地層控礦數(shù)字模型、巖體控礦數(shù)字模型、接觸部位控礦數(shù)字模型；

根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫，計(jì)算含礦系數(shù)和建立礦集區(qū)尺度三維模型；

獲取每類礦床的相似系數(shù)；

根據(jù)所述礦集區(qū)尺度三維模型，計(jì)算三維地質(zhì)體的體積以及不確定系數(shù)；

根據(jù)所述含礦系數(shù)、所述相似系數(shù)、所述體積以及所述不確定系數(shù)，估算礦集區(qū)尺度資源量。

可選的，所述構(gòu)建礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫，具體包括：

獲取礦集區(qū)的礦床類型及礦床位置；其中，所述礦床類型包括：沉積巖礦床型、火山巖礦床型、侵入巖礦床型、復(fù)合內(nèi)生礦床型、層控內(nèi)生礦床型以及變質(zhì)巖礦床型；

根據(jù)所述礦床類型及礦床位置，構(gòu)建礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫。

可選的，所述根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫，計(jì)算含礦系數(shù)，具體包括：

根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建礦床尺度三維模型；

根據(jù)所述礦床尺度三維模型，計(jì)算礦床體積；

根據(jù)所述礦床體積以及現(xiàn)有礦床資源儲(chǔ)量資料數(shù)據(jù)，計(jì)算含礦系數(shù)；所述含礦系數(shù)的計(jì)算式為：

其中，式(1)w礦床為礦床尺度三維模型中礦床已查明資源量；w深部為礦床尺度三維模型內(nèi)礦床深部預(yù)測(cè)的資源量；w外圍為礦床尺度三維模型內(nèi)礦床外圍預(yù)測(cè)資源量；v為礦床體積。

可選的，所述根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫，建立礦集區(qū)尺度三維模型，具體包括：根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫中不同的數(shù)字模型，建立不同的礦集區(qū)尺度三維模型；

其中，根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫中所述地層控礦數(shù)字模型，建立礦集區(qū)尺度的三維含礦地層模型；

根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫中所述巖體控礦數(shù)字模型，建立礦集區(qū)尺度的三維地球物理反演模型；

根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫中所述接觸部位控礦數(shù)字模型，建立礦集區(qū)尺度的三維接觸界面緩沖區(qū)模型。

可選的，所述獲取每類礦床的相似系數(shù)，具體包括：

整合現(xiàn)有礦集區(qū)域尺度多源空間數(shù)據(jù)，構(gòu)建多源空間數(shù)據(jù)庫；

根據(jù)所述多源空間數(shù)據(jù)庫，獲取每類礦床的相似系數(shù)；所述相似系數(shù)為每類礦床出現(xiàn)在所述礦集區(qū)的概率。

本發(fā)明還提供了一種礦集區(qū)尺度礦產(chǎn)資源估算系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫；所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫包括地層控礦數(shù)字模型、巖體控礦數(shù)字模型、接觸部位控礦數(shù)字模型；

含礦系數(shù)計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫，計(jì)算含礦系數(shù)；

礦集區(qū)尺度三維模型建立模塊，用于根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫，建立礦集區(qū)尺度三維模型；

每類礦床的相似系數(shù)獲取模塊，用于獲取每類礦床的相似系數(shù)；

三維地質(zhì)體的體積以及不確定系數(shù)計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述礦集區(qū)尺度三維模型，計(jì)算三維地質(zhì)體的體積以及不確定系數(shù)；

礦集區(qū)尺度資源量估算模塊，用于根據(jù)所述含礦系數(shù)、所述相似系數(shù)、所述體積以及所述不確定系數(shù)，估算礦集區(qū)尺度資源量。

可選的，所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫構(gòu)建模塊，具體包括：

礦床類型及礦床位置獲取單元，用于獲取礦集區(qū)的礦床類型及礦床位置；其中，所述礦床類型包括：沉積巖礦床型、火山巖礦床型、侵入巖礦床型、復(fù)合內(nèi)生礦床型、層控內(nèi)生礦床型以及變質(zhì)巖礦床型；

礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫構(gòu)建單元，用于根據(jù)所述礦床類型及礦床位置，構(gòu)建礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫。

可選的，所述含礦系數(shù)計(jì)算模塊，具體包括：

礦床尺度三維模型構(gòu)建單元，用于根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建礦床尺度三維模型；

礦床體積計(jì)算單元，根據(jù)所述礦床尺度三維模型，計(jì)算礦床體積；

含礦系數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)所述礦床體積以及現(xiàn)有礦床資源儲(chǔ)量資料數(shù)據(jù)，計(jì)算含礦系數(shù)；所述含礦系數(shù)的計(jì)算式為：

其中，式(1)w礦床為礦床尺度三維模型中礦床已查明資源量；w深部為礦床尺度三維模型內(nèi)礦床深部預(yù)測(cè)的資源量；w外圍為礦床尺度三維模型內(nèi)礦床外圍預(yù)測(cè)資源量；v為礦床體積。

可選的，所述礦集區(qū)尺度三維模型建立模塊，具體包括：

礦集區(qū)尺度三維模型建立單元，用于根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫中不同的數(shù)字模型，建立不同的礦集區(qū)尺度三維模型；

其中，根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫中所述地層控礦數(shù)字模型，建立礦集區(qū)尺度的三維含礦地層模型；

根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫中所述巖體控礦數(shù)字模型，建立礦集區(qū)尺度的三維地球物理反演模型；

根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫中所述接觸部位控礦數(shù)字模型，建立礦集區(qū)尺度的三維接觸界面緩沖區(qū)模型。

可選的，所述每類礦床的相似系數(shù)獲取模塊具體包括：

多源空間數(shù)據(jù)庫構(gòu)建單元，用于整合現(xiàn)有礦集區(qū)域尺度多源空間數(shù)據(jù)，構(gòu)建多源空間數(shù)據(jù)庫；

每類礦床的相似系數(shù)獲取單元，用于根據(jù)所述多源空間數(shù)據(jù)庫，獲取每類礦床的相似系數(shù)；所述相似系數(shù)為每類礦床出現(xiàn)在所述礦集區(qū)的概率。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：本發(fā)明首先通過構(gòu)建礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫，計(jì)算出含礦系數(shù)和建立礦集區(qū)尺度三維模型；其中，礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫包括地層控礦數(shù)字模型、巖體控礦數(shù)字模型、接觸部位控礦數(shù)字模型，適用于大部分類型礦產(chǎn)，打破現(xiàn)有實(shí)際應(yīng)用的局限性；然后通過礦集區(qū)尺度三維模型，獲取三維地質(zhì)體的體積和不確定系數(shù)，提高獲取礦地質(zhì)體體積的精確度；再通過獲取相似系數(shù)和已經(jīng)得到的含礦系數(shù)、高精度的體積值以及不確定系數(shù)，準(zhǔn)確的估算出礦集區(qū)尺度遠(yuǎn)景資源量。因此，采用本發(fā)明提供的方法或者系統(tǒng)，能夠打破現(xiàn)有實(shí)際應(yīng)用的局限性，提高礦產(chǎn)資源遠(yuǎn)景估算可信度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例礦集區(qū)尺度礦產(chǎn)資源估算方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫包含的模型示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例曲面連接與組裝成體示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例地層與巖體三維建模流程示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例地層演化柱狀圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例接觸部位三維建模流程示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例綜合地質(zhì)異常數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例礦集區(qū)尺度三維模型不確定性的定量化示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例礦集區(qū)尺度礦產(chǎn)資源估算系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種礦集區(qū)尺度礦產(chǎn)資源估算方法及系統(tǒng)，以打破現(xiàn)有實(shí)際應(yīng)用的局限性，提高礦產(chǎn)資源遠(yuǎn)景估算可信度為目的。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)模型是將當(dāng)代成礦理論與現(xiàn)代高新綜合勘查技術(shù)結(jié)合，并將傳統(tǒng)的定量數(shù)值科學(xué)方法與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)結(jié)合的橋梁。本發(fā)明是在總結(jié)了來自全國31個(gè)省、自治區(qū)、直轄市開展的基于改進(jìn)體積法的礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)工作的基礎(chǔ)之上凝練提出的。資源量估算方法采用的是二維/三維礦床模型綜合地質(zhì)信息體積法，本發(fā)明基于模型區(qū)含礦地質(zhì)體的體積及其賦含的資源儲(chǔ)量來獲得模型區(qū)含礦系數(shù)，再通過類比估算其他預(yù)測(cè)區(qū)潛在資源量。本發(fā)明通過構(gòu)建礦集區(qū)尺度三維模型來確定具體礦床賦存的范圍，從而較好地將礦床成因與定量模型結(jié)合起來，提高了預(yù)測(cè)資源量的可信度。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例礦集區(qū)尺度礦產(chǎn)資源估算方法的流程示意圖，如圖1所示，本發(fā)明提供的礦集區(qū)尺度礦產(chǎn)資源估算方法具體包括以下步驟：

步驟101：構(gòu)建礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫；所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫包括地層控礦數(shù)字模型、巖體控礦數(shù)字模型、接觸部位控礦數(shù)字模型。

由于礦集區(qū)在尺度范圍、工作程度、數(shù)據(jù)收集以及成果要求等方面與之前幾十年開展的大量工作區(qū)域尺度上的地質(zhì)找礦工作存在明顯差異，因此，本發(fā)明重新梳理，從典型礦床模型、地質(zhì)異常理論、以及成礦系統(tǒng)理論出發(fā)，總結(jié)礦集區(qū)所包含的礦床類型，并根據(jù)不同的礦產(chǎn)類型，研究關(guān)鍵成礦作用，確定控礦地質(zhì)體及控礦構(gòu)造。本發(fā)明實(shí)施例總結(jié)了6大類礦床類型，即沉積巖型、火山巖型、侵入巖型、復(fù)合內(nèi)生型、層控內(nèi)生型以及變質(zhì)巖型，并根據(jù)礦床所賦存位置的不同以及礦床類型，提出適合計(jì)算機(jī)幾何建模的、可工業(yè)化應(yīng)用的數(shù)字礦床模型，即如圖2所示的礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫包含的模型示意圖，該礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫包括地層控礦數(shù)字模型、巖體控礦數(shù)字模型、接觸部位控礦數(shù)字模型。

步驟102：根據(jù)礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫，計(jì)算含礦系數(shù)和建立礦集區(qū)尺度三維模型；

其中，根據(jù)礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫，計(jì)算含礦系數(shù)，具體包括：

根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建礦床尺度三維模型；

根據(jù)所述礦床尺度三維模型，計(jì)算礦床體積；

根據(jù)所述礦床體積以及現(xiàn)有礦床資源儲(chǔ)量資料數(shù)據(jù)，計(jì)算含礦系數(shù)；所述含礦系數(shù)的計(jì)算式為：

式(1)w礦床為礦床尺度三維模型中礦床已查明資源量；w深部為礦床尺度三維模型內(nèi)礦床深部預(yù)測(cè)的資源量；w外圍為礦床尺度三維模型內(nèi)礦床外圍預(yù)測(cè)資源量；v為礦床體積。

對(duì)于構(gòu)建礦床尺度三維模型，具體包括：

第一，將工程編錄信息導(dǎo)入至三維礦區(qū)地質(zhì)建模系統(tǒng)。這些工程編錄信息包括圖形資料，例如：地質(zhì)圖、工程分布圖、地形等高線數(shù)據(jù)等，也包括礦體各種工程獲得的分析數(shù)據(jù)，如礦石的品位、比重等，還包括關(guān)于三維地下巖石巖性及厚度的描述信息。

第二，將工程編錄信息中各單工程礦體所見地層、巖石、構(gòu)造和礦體顯示在三維空間坐標(biāo)中，并根據(jù)國家儲(chǔ)量圈定規(guī)范和礦床的工業(yè)指標(biāo)，如邊界品位、工業(yè)品位、可采厚度、夾石厚度及有害組分等，圈定單工程礦體的形態(tài)、厚度、位置等。在圈定過程中，本發(fā)明采用了交互智能工具，工作人員可以在工程圖上，通過人機(jī)對(duì)話方式圈定礦體。

第三，在圈定好單工程礦體并在每個(gè)單工程礦體的剖面上鉆孔后，進(jìn)行編輯實(shí)體輪廓線，即圈定地質(zhì)體的界限。兩相鄰勘探工程間，有對(duì)應(yīng)關(guān)系，則直接對(duì)應(yīng)連接；反之則根據(jù)地質(zhì)體變化規(guī)律，一般按工程間距的1/2或平推基本控制間距的1/2確定為尖滅點(diǎn)。

第四，根據(jù)礦體實(shí)體輪廓線，進(jìn)行礦體的半自動(dòng)連接；礦體連接是一項(xiàng)非常重要而且高智能化的工作，由于三維地質(zhì)復(fù)雜性和人們認(rèn)識(shí)的局限性，導(dǎo)致不同的工作人員圈定的結(jié)果可能不一樣。因此，本發(fā)明實(shí)施例提供了礦體半自動(dòng)連接方法。圖3為本發(fā)明實(shí)施例曲面連接與組裝成體示意圖，如圖3所示，計(jì)算機(jī)提供半自動(dòng)的輔助交互工具來幫助完成剖面礦體的連接，工作人員可以使用方便實(shí)用的剖面編輯器進(jìn)行礦體的半自動(dòng)連接。

第五，將曲面組裝成三維地質(zhì)體，得到礦床尺度三維模型，并對(duì)礦床尺度三維模型進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)檢驗(yàn)，以保證礦床尺度三維模型的精度。

其中，根據(jù)礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫，建立礦集區(qū)尺度三維模型，具體包括：

針對(duì)礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫包含的三類數(shù)字礦床模型，結(jié)合各自不同的主要研究內(nèi)容，構(gòu)建不同的礦集區(qū)尺度三維地質(zhì)模型。

對(duì)于主要被有利地層控制的礦床，其關(guān)鍵技術(shù)是構(gòu)建礦集區(qū)尺度的三維含礦地層模型；對(duì)于主要被巖體控制的礦床，其關(guān)鍵技術(shù)是構(gòu)建礦集區(qū)尺度的地球物理反演模型；對(duì)于在巖體、地層、構(gòu)造等的接觸部位成礦的礦床，其關(guān)鍵技術(shù)是構(gòu)建礦集區(qū)尺度的三維接觸界面緩沖區(qū)模型。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例地層與巖體三維建模流程示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例地層演化柱狀圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例接觸部位三維建模流程示意圖。當(dāng)?shù)V集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫為地層控礦數(shù)字模型或者巖體控礦數(shù)字模型時(shí)，采用如圖4所示的建模流程圖和圖5所示的地層演化柱狀圖，構(gòu)建礦集區(qū)尺度的三維含礦地層模型或者礦集區(qū)尺度的地球物理反演模型；當(dāng)?shù)V集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫為接觸部位控礦數(shù)字模型時(shí)，采用如圖6所示的建模流程圖，構(gòu)建礦集區(qū)尺度的三維接觸界面緩沖區(qū)模型。

建立礦集區(qū)尺度三維模型具體的包括：

本發(fā)明實(shí)施例建立礦集區(qū)尺度三維模型的核心內(nèi)容是地質(zhì)屬性庫-時(shí)空關(guān)系模型-幾何算法-交互式編輯。輸入數(shù)據(jù)為1:50000二維地質(zhì)圖，輸出為礦集區(qū)尺度的三維地質(zhì)幾何模型。具體步驟主要包括：一、建立地質(zhì)屬性庫；二、定義地層與構(gòu)造的時(shí)空關(guān)系；三、應(yīng)用協(xié)同克里格隱式插值算法，構(gòu)建勢(shì)場(chǎng)；四、自動(dòng)生成圖切剖面；五、人機(jī)交互與地質(zhì)體建模。

在礦集區(qū)尺度中，根據(jù)構(gòu)造學(xué)原理可知，地質(zhì)體的產(chǎn)狀與地質(zhì)體的空間位置分布具有某種程度的相關(guān)性，即，它們是定義于同一空間域的區(qū)域化變量。因此，基于地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)原理，可以使用協(xié)同克立格方程組來描述地質(zhì)體產(chǎn)狀與地質(zhì)體空間位置采樣數(shù)據(jù)之間的這種相關(guān)性。方程組的解向量可以用來計(jì)算空間任意一點(diǎn)的產(chǎn)狀或用來判斷該點(diǎn)是否在地質(zhì)體界面上。主要涉及的數(shù)學(xué)公式表達(dá)形式如下：(2)其中，t^*(p)表示任意點(diǎn)的勢(shì)值；t^*(p0)表示已知點(diǎn)的勢(shì)值；m表示測(cè)量點(diǎn)的個(gè)數(shù)；n表示測(cè)量產(chǎn)狀的個(gè)數(shù)；μα表示測(cè)量點(diǎn)的權(quán)；vβ表示產(chǎn)狀點(diǎn)的權(quán)值；t(pα)表示序號(hào)為α的一個(gè)勢(shì)值；t(p′α)表示序號(hào)為α的另一個(gè)勢(shì)值。

在構(gòu)建礦集區(qū)尺度三維模型過程中，輸入數(shù)據(jù)主要是地質(zhì)認(rèn)識(shí)(知識(shí))以及稀疏深部數(shù)據(jù)場(chǎng)。稀疏深部數(shù)據(jù)場(chǎng)，即較少深部工程控制點(diǎn)，主要指由研究區(qū)少量勘探工程獲得的實(shí)際工程控制數(shù)據(jù)，例如由鉆孔獲得的采樣數(shù)據(jù)；地質(zhì)認(rèn)識(shí)約束條件主要指由二維數(shù)字地質(zhì)填圖系統(tǒng)提供的研究區(qū)地形地質(zhì)圖、剖面圖、實(shí)測(cè)剖面圖、產(chǎn)狀、地質(zhì)體界面露頭線以及褶皺、斷層等構(gòu)造信息。上述信息在計(jì)算機(jī)中主要表現(xiàn)為點(diǎn)狀、線狀和面狀要素。設(shè)有n個(gè)變量構(gòu)成協(xié)同區(qū)域化變量集合{zk(x),k＝1,2,...,n}。假設(shè)它們是二階平穩(wěn)的，即一階矩和二階矩存在且平穩(wěn)，得到：

人機(jī)交互方面，在獲得地質(zhì)曲面之前，首先要?jiǎng)?chuàng)建圖切剖面(虛擬剖面)。圖切剖面中地層界線的模擬是通過對(duì)地層區(qū)產(chǎn)狀的綜合分析得到的結(jié)果。依次對(duì)剖面上的地質(zhì)體界線進(jìn)行檢查和編輯，使其符合實(shí)際地質(zhì)情況。人機(jī)交互的重點(diǎn)檢查地質(zhì)體界線是否相交，地質(zhì)體界線的形態(tài)是否符合地質(zhì)規(guī)律，地質(zhì)體界線與地表的交點(diǎn)與實(shí)際出露情況是否一致，地質(zhì)體界線是否缺失，構(gòu)造線的錯(cuò)動(dòng)距離是否合理。其次，結(jié)合地球物理解譯成果對(duì)剖面上的地質(zhì)體界線進(jìn)行修正，特別是對(duì)于隱伏地區(qū)的地質(zhì)體界線的推斷時(shí)，要充分考慮地球物理解譯的推斷結(jié)果，對(duì)于巖性界面及巖體邊界進(jìn)行合理修正。

步驟103：獲取每類礦床的相似系數(shù)；具體為：

由綜合地質(zhì)異常理論出發(fā)，應(yīng)用證據(jù)權(quán)、模糊邏輯法等數(shù)學(xué)模型，整合現(xiàn)有礦集區(qū)域尺度多源空間數(shù)據(jù)，構(gòu)建多源空間數(shù)據(jù)庫；

根據(jù)所述多源空間數(shù)據(jù)庫，獲取每類礦床的相似系數(shù)s；所述相似系數(shù)s為每類礦床出現(xiàn)在所述礦集區(qū)的概率。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例綜合地質(zhì)異常數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)示意圖，采用如圖7所示的綜合地質(zhì)異常數(shù)學(xué)模型，計(jì)算相似系數(shù)s，其計(jì)算公式如下：

其中，多源空間數(shù)據(jù)庫包括n個(gè)要素；d表示多源空間數(shù)據(jù)庫內(nèi)存在的礦床數(shù)；表示第n個(gè)要素的第k個(gè)狀態(tài)；代表第j個(gè)要素在第k種狀態(tài)時(shí)的權(quán)值；o(d)代表每種礦床出現(xiàn)的概率，即求解出的o(d)為相似系數(shù)s。

步驟104：根據(jù)礦集區(qū)尺度三維模型，計(jì)算三維地質(zhì)體的體積以及不確定系數(shù)；

其中，礦集區(qū)尺度的三維地質(zhì)體的體積vvol。三維地質(zhì)體的體積vvol計(jì)算公式為：

其中，是四面體上第i個(gè)三角形的重心,是四面體上第i個(gè)三角形的正法線,并且si是四面體上第i個(gè)三角形的面積。

計(jì)算礦集區(qū)尺度三維模型的不確定性系數(shù)，具體包括：

由于獲取大比例尺、大深度地質(zhì)數(shù)據(jù)受到深部探測(cè)技術(shù)手段與經(jīng)濟(jì)成本的限制，特別是缺乏深鉆等真實(shí)采樣數(shù)據(jù)獲取途徑以及人為因素干擾等，導(dǎo)致定量預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果存在著大量的不確定性。因此，需要針對(duì)深部成礦預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果的質(zhì)量，開展定量化研究。

在礦集區(qū)尺度下，由于深部數(shù)據(jù)是稀疏性，因此，三維模型具有極強(qiáng)的不確定性?？紤]到不確定性具有傳遞性，因此，基于上述三維模型開展的礦集區(qū)尺度成礦預(yù)測(cè)研究，顯然也具有的不確定性。

本發(fā)明采用地質(zhì)熵值和地質(zhì)多樣性方法，定量評(píng)價(jià)的礦集區(qū)尺度三維模型的不確定性，并將其應(yīng)用于綜合體積法的計(jì)算不確定系數(shù)u。不確定系數(shù)為u表示礦集區(qū)尺度三維模型模擬的精確度。

對(duì)于礦集區(qū)尺度三維模型不確定性的定量化具體包括如下步驟：

確定產(chǎn)狀數(shù)據(jù)優(yōu)化的研究思路與具體技術(shù)路線；

一個(gè)精確或者可靠的地質(zhì)模型通常至少應(yīng)該具備兩個(gè)層次的能力。首先，能夠直觀地展示原始地質(zhì)數(shù)據(jù)的空間位置及其相互關(guān)系；其次，能夠正確表達(dá)輸入數(shù)據(jù)所代表的真實(shí)地質(zhì)體的空間展布及演化關(guān)系。因此，原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性對(duì)于三維地質(zhì)建模結(jié)果至關(guān)重要。但是，普遍的情況是地質(zhì)采樣數(shù)據(jù)存在一定程度的質(zhì)量問題，將嚴(yán)重影響隱式地質(zhì)建模結(jié)果的質(zhì)量。本發(fā)明研究思路是通過幾何算法和定向統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)學(xué)模型，對(duì)由幾何算法劃分出的每一個(gè)子區(qū)域進(jìn)行定量化檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)可能存在異常的子區(qū)域。

模擬礦集區(qū)尺度三維模型中地質(zhì)數(shù)據(jù)的不確定性

在現(xiàn)實(shí)世界中，地質(zhì)數(shù)據(jù)的不確定性是隨機(jī)出現(xiàn)的。因此，通過定向統(tǒng)計(jì)學(xué)產(chǎn)生大量(數(shù)以千計(jì))的隨機(jī)擾動(dòng)樣本，模擬地質(zhì)數(shù)據(jù)的不確定性，以期“窮舉”出原始數(shù)據(jù)可能產(chǎn)生的不確定情況，并對(duì)“窮舉”出的不確定情況按照某種聚類分析方法(例如，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或幾何拓?fù)?進(jìn)行分類，并最終得到若干潛在可能的地質(zhì)先驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)果，即數(shù)組m＝{m1,m2,......,mn}，提供給用戶選擇。

不確定性定量化計(jì)算方法

圖8為本發(fā)明實(shí)施例礦集區(qū)尺度三維模型不確定性的定量化示意圖，如圖8所示，基于一組潛在的地質(zhì)先驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?yīng)用地質(zhì)熵、地質(zhì)多樣性等數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建不同地層、巖體等地質(zhì)對(duì)象的空間分布概率密度函數(shù)，定量的表達(dá)不確定性。由礦集區(qū)尺度的三維地質(zhì)模型出發(fā)，通過蒙特卡羅算法隨機(jī)擾動(dòng)地質(zhì)屬性庫中的產(chǎn)狀數(shù)據(jù)，生成9個(gè)隨機(jī)模型，應(yīng)用地質(zhì)熵法，將10個(gè)模型進(jìn)行整合，得到不確定性的定量化結(jié)果，此定量化結(jié)果記作不確定性系數(shù)u。

步驟105：根據(jù)含礦系數(shù)、相似系數(shù)、體積以及不確定系數(shù)，估算礦集區(qū)尺度資源量。其礦集區(qū)尺度遠(yuǎn)景資源量w估算公式為：w＝c*s*vvol*u(6)。

本發(fā)明實(shí)施例通過構(gòu)建礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫，并計(jì)算出含礦系數(shù)和建立礦集區(qū)尺度三維模型；其中，礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫包括地層控礦數(shù)字模型、巖體控礦數(shù)字模型、接觸部位控礦數(shù)字模型，適用于大部分類型的礦產(chǎn)，打破了現(xiàn)有實(shí)際應(yīng)用只適合于沉積礦產(chǎn)的局限性；然后通過礦集區(qū)尺度三維模型，獲取三維地質(zhì)體的體積和不確定系數(shù)，提高獲取礦地質(zhì)體體積的精確度；再通過獲取相似系數(shù)和已經(jīng)得到的含礦系數(shù)、高精度的體積值以及不確定系數(shù)，準(zhǔn)確的估算出礦集區(qū)尺度遠(yuǎn)景資源量。即采用本發(fā)明提供的方法，能夠打破現(xiàn)有實(shí)際應(yīng)用的局限性，且提高礦產(chǎn)資源遠(yuǎn)景估算可信度。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種礦集區(qū)尺度礦產(chǎn)資源估算系統(tǒng)，圖9為本發(fā)明實(shí)施例礦集區(qū)尺度礦產(chǎn)資源估算系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖9所示，所述系統(tǒng)包括：

礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫構(gòu)建模塊901，用于構(gòu)建礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫；所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫包括地層控礦數(shù)字模型、巖體控礦數(shù)字模型、接觸部位控礦數(shù)字模型；

其中，礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫構(gòu)建模塊901，具體包括：

礦床類型及礦床位置獲取單元，用于獲取礦集區(qū)的礦床類型及礦床位置；其中，所述礦床類型包括：沉積巖礦床型、火山巖礦床型、侵入巖礦床型、復(fù)合內(nèi)生礦床型、層控內(nèi)生礦床型、以及變質(zhì)巖礦床型；

礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫構(gòu)建單元，用于根據(jù)所述礦床類型及礦床位置，構(gòu)建礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫。

含礦系數(shù)計(jì)算模塊902，用于根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫，計(jì)算含礦系數(shù)；

其中，含礦系數(shù)計(jì)算模塊902，具體包括：

礦床尺度三維模型構(gòu)建單元，用于根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建礦床尺度三維模型；

礦床體積計(jì)算單元，根據(jù)所述礦床尺度三維模型，計(jì)算礦床體積；

含礦系數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)所述礦床體積以及現(xiàn)有礦床資源儲(chǔ)量資料數(shù)據(jù)，計(jì)算含礦系數(shù)；所述含礦系數(shù)的計(jì)算式為：

其中，式(1)w礦床為礦床尺度三維模型中礦床已查明資源量；w深部為礦床尺度三維模型內(nèi)礦床深部預(yù)測(cè)的資源量；w外圍為礦床尺度三維模型內(nèi)礦床外圍預(yù)測(cè)資源量；v為礦床體積。

礦集區(qū)尺度三維模型建立模塊903，用于根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫，建立礦集區(qū)尺度三維模型；

其中，礦集區(qū)尺度三維模型建立模塊903，具體包括：

礦集區(qū)尺度三維模型建立單元，用于根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫中不同的數(shù)字模型，建立不同的礦集區(qū)尺度三維模型；

其中，根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫中所述地層控礦數(shù)字模型，建立礦集區(qū)尺度的三維含礦地層模型；

根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫中所述巖體控礦數(shù)字模型，建立礦集區(qū)尺度的三維地球物理反演模型；

根據(jù)所述礦集區(qū)礦床數(shù)據(jù)庫中所述接觸部位控礦數(shù)字模型，建立礦集區(qū)尺度的三維接觸界面緩沖區(qū)模型。

每類礦床的相似系數(shù)獲取模塊904，用于獲取每類礦床的相似系數(shù)；

其中，所述每類礦床的相似系數(shù)獲取模塊904，具體包括：

多源空間數(shù)據(jù)庫構(gòu)建單元，用于整合現(xiàn)有礦集區(qū)域尺度多源空間數(shù)據(jù)，構(gòu)建多源空間數(shù)據(jù)庫；

每類礦床的相似系數(shù)獲取單元，用于根據(jù)所述多源空間數(shù)據(jù)庫，獲取每類礦床的相似系數(shù)；所述相似系數(shù)為每類礦床出現(xiàn)在所述礦集區(qū)的概率。

三維地質(zhì)體的體積以及不確定系數(shù)計(jì)算模塊905，用于根據(jù)所述礦集區(qū)尺度三維模型，計(jì)算三維地質(zhì)體的體積以及不確定系數(shù)；

礦集區(qū)尺度資源量估算模塊906，用于根據(jù)所述含礦系數(shù)、所述相似系數(shù)、所述體積以及所述不確定系數(shù)，估算礦集區(qū)尺度資源量。

本發(fā)明提供的一種礦集區(qū)尺度礦產(chǎn)資源估算系統(tǒng)，不僅能夠打破現(xiàn)有實(shí)際應(yīng)用的局限性，而且提高礦產(chǎn)資源遠(yuǎn)景估算可信度。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)于實(shí)施例公開的系統(tǒng)而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。