王江霞 ,陳建平,張 瑩,鄭永琴,陳東越

(1. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)國(guó)土資源與高新技術(shù)研究中心，北京 100083；3. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)北京市國(guó)土資源信息開發(fā)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；)

基于GIS的證據(jù)權(quán)重法在冀東地區(qū)多元信息成礦預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

王江霞1,2,3,陳建平1,2,3,張 瑩1,2,3,鄭永琴1,2,3,陳東越1,2,3

(1. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)國(guó)土資源與高新技術(shù)研究中心，北京 100083；3. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)北京市國(guó)土資源信息開發(fā)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；)

本文通過詳細(xì)分析和系統(tǒng)總結(jié)前人的研究成果，充分利用目前新的成礦預(yù)測(cè)理論和礦產(chǎn)資源勘查與評(píng)價(jià)理論和方法技術(shù)，結(jié)合GIS技術(shù)分別對(duì)冀東地區(qū)主要的沉積變質(zhì)型鐵礦床成礦規(guī)律進(jìn)行分析總結(jié)，并對(duì)與該區(qū)成礦相關(guān)的地質(zhì)信息、物探信息、化探信息等多元化信息歸納，總結(jié)出該區(qū)找礦概念模型。繼而在證據(jù)權(quán)重法的基礎(chǔ)上采用網(wǎng)格單元法，圈定了找礦遠(yuǎn)景區(qū)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)冀東地區(qū)沉積變質(zhì)型鐵礦資源的綜合預(yù)測(cè)研究。

冀東 沉積變質(zhì)型鐵礦 證據(jù)權(quán)重 多元信息

Wang Jiang-xia, Chen Jian-ping, Zhang Ying, Zheng Yong-qin, Chen Dong-yue. Application of evidence weight method basing on GIS to metallogenic prediction in East Hebei Province[J]. Geology and Exploration, 2014, 50(3):0464-0474.

0 引言

冀東地區(qū)是我國(guó)僅次于鞍(鞍山)本(本溪)的第二大鐵礦資源基地，河北省沉積變質(zhì)型鐵礦的96%資源量在冀東變質(zhì)巖區(qū)，而80%的資源量又集中遷安水廠-灤縣司家營(yíng)一帶(河北省地質(zhì)調(diào)查院，2010)。迄今為止,前人主要在冀東地區(qū)金礦成礦有深入的研究并取得了重要進(jìn)展，王自力(2008)、孔德鑫(2013)等對(duì)峪耳崖金礦成礦物質(zhì)進(jìn)行了研究；宋揚(yáng)(2011)、牛樹銀(2012)等對(duì)金廠峪金礦成礦模式和預(yù)測(cè)做了詳細(xì)研究；楊彥辰(1995)、李俊健(2002)等在冀東金礦的控礦條件和找礦方向做了深入研究。而對(duì)冀東鐵礦的研究相對(duì)較少，本文綜合地質(zhì)信息、地球物理信息以及地球化學(xué)信息的多元化信息，分析總結(jié)冀東沉積變質(zhì)型鐵礦床的成因及規(guī)律，建立找礦模型，并在證據(jù)權(quán)方法和網(wǎng)格單元法的基礎(chǔ)上，完整而全面地進(jìn)行礦產(chǎn)資源預(yù)測(cè)。

1 區(qū)域成礦要素研究

冀東地區(qū)位于北京以東，青龍-山海關(guān)以西；北界在承德至平泉一帶，南界在寶坻至灤南一線，面積約為40000km2。1∶25萬圖幅有承德市幅、青龍縣幅、秦皇島幅、天津市幅；地理坐標(biāo)E117°～119°30′；N39°20′～41°20′。河北省變質(zhì)鐵礦礦產(chǎn)地117處，累計(jì)探明資源量69.23億噸。冀東沉積變質(zhì)礦產(chǎn)地103處，累計(jì)探明資源量66.94噸，占全省沉積變質(zhì)型鐵礦資源總量的96.7%。因此選取了該區(qū)最主要的沉積變質(zhì)型鐵礦床為研究對(duì)象。

冀東地區(qū)比較典型的沉積變質(zhì)型鐵礦有：遵化石人溝、遷安水廠、司家營(yíng)、青龍柞欄杖子等，其成礦過程是：沉積含鐵物質(zhì)，盆地下沉壓實(shí)成巖成礦，經(jīng)麻粒巖、角閃巖相及綠片巖相多次疊加變質(zhì)，多期褶皺、斷裂變形；區(qū)域性隆起與凹陷，風(fēng)化剝蝕?？偨Y(jié)分析這些礦床的成礦要素研究得出區(qū)域成礦要素：沉積作用及大地構(gòu)造環(huán)境、構(gòu)造作用、變質(zhì)作用。

沉積作用及大地構(gòu)造環(huán)境：接受含鐵物質(zhì)沉積盆地的大地構(gòu)造位置，是主要成礦要素。沉積盆地周圍一定距離內(nèi)有豐富的含鐵物質(zhì)來源，盆地有利于接收這些沉積物。

水廠式鐵礦分布于遷安水廠一帶出露的地層為遷西巖群，是冀東地區(qū)主要含鐵巖系。主要巖性為一套閃巖相-麻粒巖相變質(zhì)表殼巖系，由二長(zhǎng)斜長(zhǎng)麻粒巖、紫云蘇麻粒巖夾石榴淺粒巖、磁鐵石英巖、二輝斜長(zhǎng)角閃巖和磁鐵石英巖等組成，其原巖為一套火山巖-沉積巖系，巖石類型為拉斑玄武巖、安英巖及雜砂巖、高鋁質(zhì)巖。大地構(gòu)造環(huán)境為初始克拉通火山盆地。

石人溝式鐵礦出露的遵化巖群，由角閃巖相變質(zhì)相系的斜長(zhǎng)角閃巖、斜長(zhǎng)透輝閃巖、黑云斜長(zhǎng)變粒巖、條帶狀磁鐵石英巖等組成，其原巖為拉斑-鈣堿性玄武巖加雜砂巖。大地構(gòu)造環(huán)境為陸塊邊緣及弧后盆地。

司家營(yíng)鐵礦含礦地層為晚太古代灤縣群,含礦系為黑云變粒巖，局部有少量角閃巖、黑云長(zhǎng)石石英巖和大理巖，低角閃巖相變質(zhì)巖系。原巖為拉斑玄武巖夾少量酸性火山巖、泥質(zhì)沉積巖。大地構(gòu)造環(huán)境為陸塊邊緣島弧及弧后盆地。

柞欄杖子式鐵礦的含礦地層為晚太古代朱杖子群變質(zhì)巖，為一套綠片巖相變質(zhì)巖系。主要巖石為復(fù)成分變質(zhì)礫巖、黑云變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖、磁鐵石英巖。原巖為泥質(zhì)、粉砂質(zhì)沉積巖及拉斑玄武巖，為新太古代末期膠遼、晉冀和豫皖古陸塊拼接帶。

構(gòu)造作用:長(zhǎng)期多次的褶皺、斷裂、隆起、凹陷等構(gòu)造作用，使得原始簡(jiǎn)單的層狀巖、礦層，形成復(fù)雜多樣的礦帶格局和礦體形態(tài)，同時(shí)使得現(xiàn)今地表能看到從古代到新太古代長(zhǎng)達(dá)10億年的各個(gè)沉積建造形成的礦床。冀東地區(qū)變質(zhì)基底最主要的構(gòu)造作用就是褶皺作用，礦體在平面上和剖面上都呈現(xiàn)著不同尺度的褶皺，是礦帶分布和礦體形態(tài)的控制因素，全區(qū)普遍是向斜部分保存礦體，背斜部分礦體剝蝕，褶皺樞紐總體向南傾伏，向北抬起，褶皺的轉(zhuǎn)折端和同斜緊密褶皺使礦體加厚。

變質(zhì)作用：變質(zhì)作用可使含鐵物質(zhì)變質(zhì)為磁鐵礦，增加礦石可選性，提高礦床的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。冀東地區(qū)橫跨兩個(gè)一級(jí)變質(zhì)地質(zhì)單元。東部為膠遼變質(zhì)域的秦皇島新太古代巖漿弧，變質(zhì)地層沿北東向青龍河斷裂帶局限分布，為低角閃巖相-綠片巖相變質(zhì)巖石，西部主體是華北變質(zhì)域的晉冀古陸塊的遷西陸核，是我國(guó)最古老的變質(zhì)結(jié)晶基底，由于中新太古代的多期次中酸性巖漿侵入、麻粒巖相到高角閃巖相變質(zhì)和多期次變形作用，使得變質(zhì)地層呈殘留體或包體形式“漂浮”在變質(zhì)深成雜巖中。

2 GIS多元成礦信息分析

GIS(地理信息系統(tǒng))，具有對(duì)地球空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、檢索、建模、分析、輸出的功能，利GIS技術(shù)可以很好地將各種地質(zhì)、礦產(chǎn)、物探、化探、遙感等數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)分層存儲(chǔ)和管理， 進(jìn)行各種必要的空間分析。因此，此項(xiàng)研究是在建立了較為齊全的空間數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其中包括礦點(diǎn)、地質(zhì)圖、物探圖件(重力、航磁)、化探圖件等。要進(jìn)行這些分析工作，首先要有充分的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和較高質(zhì)量的各種圖件，并能從中推斷、進(jìn)而挖掘隱含的成礦信息， 這也是應(yīng)用證據(jù)權(quán)重法的一個(gè)基本條件。

2.1 成礦地質(zhì)信息分析

2.1.1 賦礦地層

沉積變質(zhì)型鐵礦賦存于太古界變質(zhì)巖系中，嚴(yán)格受地層層位控制。主要含礦層位為遷西群三屯營(yíng)組、馬蘭峪組、單塔子群白廟子組和朱杖子群上白城子組、悖羅臺(tái)組(任樹祥等，2010)。其中遷西群為最古老的結(jié)晶基底。經(jīng)礦點(diǎn)與地層疊加分析發(fā)現(xiàn)，礦點(diǎn)分布在跑馬廠組(Ar3p)中占17.65 %，拉馬溝組(Ar3l)中占14.07 %，遵化雜巖(Ar3zh)中有13.56 %，單塔子雜巖(Ar3d)中有12.53 %，遷西雜巖(Ar2qx)有4.9 %。地層組合熵反映了地層構(gòu)造的復(fù)雜度，也反映事物發(fā)生的不確定度。一般說來，地質(zhì)構(gòu)造特征越復(fù)雜，不確定程度越高，熵值越高(孫巖，2010)。將得到的熵值與礦點(diǎn)進(jìn)行疊加統(tǒng)計(jì)可以看出，74.17%礦點(diǎn)落在熵值的次高區(qū)(59,80]。

2.1.2 控礦構(gòu)造

成礦前斷裂一般具有控巖、控礦的作用，經(jīng)?？刂频V體的總體展布格局及成礦期斷裂活動(dòng)的范圍及特性， 成礦期斷裂是控制礦化富集的主導(dǎo)因素， 成礦后斷裂活動(dòng)常常對(duì)礦體起破壞作用(趙鵬大，2006)。沉積變質(zhì)型鐵礦床的成礦時(shí)代主要是前寒武紀(jì)，所以挑選出限制在太古代和元古代地層內(nèi)的構(gòu)造，作為與成礦有關(guān)的構(gòu)造。

區(qū)域內(nèi)主干斷裂就是斷裂等密度與構(gòu)造頻數(shù)的比值大的部位，斷裂等密度是單位面積中斷裂長(zhǎng)度加和，而斷裂頻數(shù)單位面積中條數(shù)的加和，其比值大的部分就是密度大而頻數(shù)小的部位，即單位面積內(nèi)斷裂長(zhǎng)而條數(shù)少，表現(xiàn)了區(qū)域主干斷裂的特征。經(jīng)礦點(diǎn)與主干斷裂疊加統(tǒng)計(jì)選取[1.25，5.625]為區(qū)域主干斷裂的有利區(qū)間。

圖1 有利地層疊加礦點(diǎn)Fig.1 Beneficial stratigraphic and ore occurrences 1-Ar3p;2-Ar3l;3-Ar3zh;4-Ar3d;5-Ar2 qx

圖2 地層組合熵有利區(qū)間疊加礦點(diǎn)Fig.2 Superimposed map of strata combination entropy and ore occurrences 1-地名; 2-礦點(diǎn); 3-斷裂; 4-地層組合熵有利區(qū)間1-geographic name; 2-mineral occurrence; 3-fracture; 4-strata combination entropy

圖3 主干斷裂有利區(qū)間分布圖Fig.3 The beneficial range diagram of the main fracture 1-地名; 2-礦點(diǎn); 3-斷裂; 4-主干斷裂有利區(qū)間1-geographic name; 2-mineral occurrence;3-fracture;4-beneficial range diagram of the main fracture

圖4 斷裂優(yōu)益度有利區(qū)間分布圖Fig.4 The beneficial range diagram of the priority degree for the fracture 1-地名; 2-礦點(diǎn); 3-斷裂; 4-斷裂優(yōu)益度1-geographic name; 2-mineral occurrence; 3-fracture; 4-priority degree for the fracture

圖5 構(gòu)造2000 m緩沖區(qū)與礦點(diǎn)疊加圖Fig.5 Structure 2km buffer overlying mines 1-地名;2-礦點(diǎn);3-斷裂;4-斷裂緩沖區(qū)1-geographic name; 2-mineral occurrence; 3-fracture; 4-structure buffer

圖6 研究區(qū)變質(zhì)巖與礦點(diǎn)疊加圖Fig.6 Metamorphic rock over erlying mines 1-地名;2-礦點(diǎn);3-變質(zhì)巖1-geographic name;2-mineral occurrence;3-metamorphic rock

斷裂優(yōu)益度是以線性構(gòu)造(斷裂)兩兩之間的夾角與線性構(gòu)造方位的控礦度加權(quán)的構(gòu)造密度的量度，其代表研究區(qū)主干構(gòu)造方向成礦的優(yōu)越性，高值區(qū)多為成礦有利地段(董慶吉等，2010)。經(jīng)礦點(diǎn)與優(yōu)益度疊加統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)85.77%的礦點(diǎn)落在 [1.75，10.5]區(qū)間，并與主干斷裂有利區(qū)間圖進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，得出的結(jié)果基本相同，都沿著主干斷裂走向，且都分布在斷裂旁側(cè)，這充分說明了該方法的可行性。

區(qū)域性的斷裂構(gòu)造對(duì)成礦起著至關(guān)重更要的作用，探討區(qū)域性斷裂構(gòu)造展布特征能夠更好地指明區(qū)域找礦方向。通過該類型礦床成礦規(guī)律發(fā)現(xiàn)，礦體均分布在斷裂的旁側(cè)。根據(jù)實(shí)際情況對(duì)斷裂作一定范圍內(nèi)的緩沖區(qū)處理，從礦點(diǎn)與斷裂距離統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在距離2000m內(nèi)含有174個(gè)礦點(diǎn)，占總礦點(diǎn)的54.4%，而在距離2500m中僅有180個(gè)，可見在緩沖區(qū)2000～2500m之間礦點(diǎn)分布較少，因此，認(rèn)為本區(qū)構(gòu)造最佳影響區(qū)域?yàn)閿嗔丫彌_2000m范圍。

2.1.3 變質(zhì)作用

沉積變質(zhì)型鐵礦床主要產(chǎn)出在前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系中(代堰锫等，2012)，對(duì)該研究區(qū)的地質(zhì)圖進(jìn)行巖性分類為沉積巖、侵入巖和變質(zhì)巖，并分別依次和礦點(diǎn)疊加分析發(fā)現(xiàn)，變質(zhì)巖中沉積變質(zhì)型鐵礦點(diǎn)有275個(gè)，占總礦點(diǎn)的71.6%，而在沉積巖中的僅有52個(gè)，因此，選擇變質(zhì)巖為成礦的有利巖性。

2.2 地球物理成礦信息分析

冀東重力場(chǎng)由南部平原區(qū)向北西山區(qū)呈級(jí)次降低趨勢(shì)，其幅值為32～-80×10-5m/s2,重力場(chǎng)總體呈東西向。有兩條東西向的梯級(jí)帶，一是遵化-山海關(guān)，二是承德大廟-娘娘廟。重力勘探雖然沒有直接用于找礦工作，但是所獲取的重力場(chǎng)信息，通過結(jié)合已有的地質(zhì)資料、鉆孔資料、礦產(chǎn)資料以及航磁、遙感、化探資料進(jìn)行綜合分析、深入研究，可以發(fā)現(xiàn)和找到與鐵礦有關(guān)的侵入巖和具有一定控礦作用的斷裂構(gòu)造和盆地構(gòu)造等，進(jìn)而為礦產(chǎn)預(yù)測(cè)提供深部地質(zhì)構(gòu)造等有價(jià)值的信息。

布格重力異常資料是重力勘探的基礎(chǔ)資料，可以通過區(qū)域布格重力異常推斷巖體構(gòu)造情況。將重力布格異常圖與已知礦化點(diǎn)疊加分析，發(fā)現(xiàn)礦點(diǎn)落在布格異常值為(-280,140]區(qū)間內(nèi)的占 62.97 %，該異常區(qū)東北部斷裂構(gòu)造發(fā)育，伴隨著基底褶皺形成的緯向主干斷裂及其派生的北西、北東向次級(jí)斷裂，控制了本區(qū)基性-超基性雜巖體及有關(guān)的釩鈦鐵磷礦等礦產(chǎn)的形成。該異常區(qū)主要是太古代變質(zhì)巖系地層，斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，主要是中酸性巖體，新生界沉積盆地廣泛。重力場(chǎng)宏觀地反映了這些地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象。

航磁異?？傮w是一個(gè)正、負(fù)異常相間排列的高值異常區(qū)。從磁場(chǎng)的總體特征看,正的背景場(chǎng)反映了基底的隆起，因?yàn)樵搮^(qū)基底巖層大部分為中基性變質(zhì)建造具有較高的磁性，故產(chǎn)生高背景磁場(chǎng)。而磁場(chǎng)的不穩(wěn)定則反映了結(jié)晶基底巖石磁性的不均勻性。將航磁化極異常、化極垂向一階導(dǎo)與礦點(diǎn)疊加分析，航磁化極的含礦區(qū)間為(-280,100]，一階導(dǎo)數(shù)區(qū)間為(-260,280]，將航磁化極異常、化極垂向一階導(dǎo)兩個(gè)含礦區(qū)間進(jìn)行疊加，得到航磁異常成礦有利區(qū)間，其中礦點(diǎn)有176個(gè),占總礦點(diǎn)數(shù)的55.6%。

2.3 地球化學(xué)成礦信息分析

化探異常反映地表或近地表區(qū)域內(nèi)成礦元素的富集程度(董英君等，2005)，地球化學(xué)異常是一種比較直觀的找礦標(biāo)志，異常本身的特征在很大程度上反映了礦體的特征。鐵族元素的高低背景分布對(duì)應(yīng)于地質(zhì)單元的展布形態(tài)，太古宇、古元古界及中基性巖漿巖分布區(qū)為高背景，長(zhǎng)城系下部、侏羅系、白堊系酸性巖漿巖分布為低背景區(qū)，薊縣系、青白口系、寒武-奧陶系分布區(qū)為過渡區(qū)，地質(zhì)化學(xué)特征是地質(zhì)建造類型的良好反映，選取代表鐵元素異常的氧化鐵分布等值線為沉積變質(zhì)型鐵礦的控礦因子，將氧化鐵元素異常圖與礦點(diǎn)疊加統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)在(4.56,8.76]礦點(diǎn)有66.53 %。

3 基于模型的證據(jù)權(quán)重方法預(yù)測(cè)

3.1 找礦模型的建立

礦床的找礦模型是指特定類型中某一典型礦床或同一類型礦床的地質(zhì)-地球物理-地球化學(xué)特征、找礦標(biāo)志與找礦方法組合的基本概述與表述(戎景會(huì)等，2012)。找礦模型可突出重要的控礦因素，抓住找礦的關(guān)鍵信息，提出獲得關(guān)鍵信息的有效方法組合，總結(jié)主要找礦標(biāo)志組合，因而簡(jiǎn)化了找礦的實(shí)際過程，是提高預(yù)測(cè)可信程度的主要依據(jù)(曹鐘清，2004；劉洪滔等，2008)。礦產(chǎn)勘查過程中，需要將地、物、化等信息進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，并總結(jié)找礦標(biāo)志，建立找礦預(yù)測(cè)模型，優(yōu)選有效技術(shù)手段，以此對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行有效勘查(葉天竺等，2007)。同樣，預(yù)測(cè)模型也需要不斷地驗(yàn)證，并根據(jù)其實(shí)際運(yùn)用效果來及時(shí)修正(王登紅等，2010)，通過對(duì)冀東地區(qū)沉積變質(zhì)型鐵礦特征的分析研究，同時(shí)對(duì)比典型礦床成礦地質(zhì)背景和成礦要素，綜合分析歸納并建立了該區(qū)沉積變質(zhì)型鐵礦的找礦預(yù)測(cè)模型(表1)。

表1 研究區(qū)找礦預(yù)測(cè)模型Table 1 Prospecting model of the study area

3.2 證據(jù)權(quán)重法成礦預(yù)測(cè)

本次資源預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì)方法采用證據(jù)權(quán)重法，它是由加拿大數(shù)學(xué)地質(zhì)學(xué)家Agterberg提出的一種基于二值圖像的地學(xué)統(tǒng)計(jì)方法(Agterberg，1989)。它采用一種統(tǒng)計(jì)分析模式，通過對(duì)一些與礦產(chǎn)形成相關(guān)的地學(xué)信息的疊加分析來進(jìn)行礦產(chǎn)遠(yuǎn)景區(qū)的預(yù)測(cè)，其中每一種地學(xué)信息都被視為成礦遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測(cè)的一個(gè)證據(jù)因子，而每一個(gè)證據(jù)因子對(duì)成礦預(yù)測(cè)的貢獻(xiàn)是由這個(gè)因子的權(quán)重值來確定的。對(duì)于證據(jù)權(quán)，為了便于解釋預(yù)測(cè)(證據(jù))圖通常采用二態(tài)賦值形式。應(yīng)用地質(zhì)判斷或統(tǒng)計(jì)方法能夠?qū)⑦@種形式主觀地轉(zhuǎn)換成其它形式以確定臨界值，其臨界值能夠最大限度的揭示二態(tài)賦制圖成果模式與數(shù)據(jù)模型的空間組合關(guān)系。證據(jù)權(quán)權(quán)值計(jì)算后各證據(jù)因子之間相對(duì)于礦點(diǎn)分布滿足條件獨(dú)立(徐善法等，2006)，最終結(jié)果是以權(quán)的形式或以后驗(yàn)概率圖的形式表達(dá)的組合圖；證據(jù)權(quán)法的優(yōu)點(diǎn)在于權(quán)的解釋是相對(duì)直觀的，并能夠獨(dú)立地確定，易于產(chǎn)生重現(xiàn)性。

圖7 布格重力異常成礦有利區(qū)間圖Fig.7 The beneficial range diagram of bouguer gravity anomaly 1-地名;2-礦點(diǎn);3-布格重力異常1-Geographic name;2-Mineral occurrence;3-Bouguer gravity anomaly

圖8 航磁化極異常成礦有利區(qū)間分布圖Fig.8 The beneficial range diagram of the pole of aeromagnetic prospecting 1-地名;2-礦點(diǎn);3-航磁化極異常1-geographic name;2-mineral occurrence;3-pole of aeromagnetic prospecting

圖9 氧化鐵元素異常有利區(qū)間圖Fig.9 The beneficial range diagram of iron oxide element abnormal 1-地名;2-礦點(diǎn);3-氧化鐵異常1-geographic name;2-mineral occurrence;3-iron oxide element abnormal

在運(yùn)用證據(jù)權(quán)方法進(jìn)行權(quán)值計(jì)算之前，要先對(duì)研究區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)單元?jiǎng)澐?，單元?jiǎng)澐謱?duì)最終的預(yù)測(cè)結(jié)果擁有重大的影響。網(wǎng)格單元法是把研究區(qū)按著一定的間隔劃分成面積相等、形狀相同的若干個(gè)單元。此法是由阿萊斯(1957)首先提出的，他用網(wǎng)格法建立了撒哈拉沙漠地區(qū)礦床的泊松分布模型,后又用網(wǎng)格單元建立了判別分析模型，成功地進(jìn)行了礦產(chǎn)預(yù)測(cè)工作。網(wǎng)格法劃分出的單元是兩兩相鄰的，構(gòu)成了單元網(wǎng)格，可以覆蓋整個(gè)研究區(qū)。本次預(yù)測(cè)按2000m×2000m對(duì)整個(gè)冀東地區(qū)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格單元?jiǎng)澐?，然后在MRAS軟件中分別計(jì)算各證據(jù)層的證據(jù)權(quán)值(表2)并以此來對(duì)研究區(qū)內(nèi)的各個(gè)網(wǎng)格單元進(jìn)行成礦后驗(yàn)概率計(jì)算(劉曉玲等，2010)。運(yùn)用證據(jù)權(quán)重法預(yù)測(cè)模型計(jì)算得到的后驗(yàn)概率等值線圖(圖10)。根據(jù)后驗(yàn)概率的大小與分布，依據(jù)找礦靶區(qū)分類原則，以圖為基礎(chǔ)，劃分出A類找礦遠(yuǎn)景區(qū)區(qū)4處；B類靶區(qū)4處；并確定出各靶區(qū)的地理位置。

4 結(jié)論

(1) 在全面收集整理冀東地區(qū)以往地質(zhì)礦產(chǎn)資料的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造演化歷史與成礦關(guān)系，對(duì)該區(qū)典型礦床的成因類型進(jìn)行了深入的剖析，最后選取沉積變質(zhì)型鐵礦床作為該區(qū)典型礦床。

(2) 運(yùn)用GIS技術(shù)，對(duì)收集到的物探、化探信息進(jìn)行綜合分析，分別推斷出構(gòu)造。將地質(zhì)信息、化探信息、物探信息等進(jìn)行成礦有利分析。依據(jù)典型礦床的成礦要素，歸納總結(jié)出冀東沉積變質(zhì)型礦床的成礦規(guī)律和找礦概念模型。

(3) 運(yùn)用證據(jù)權(quán)重法結(jié)合網(wǎng)格單元法對(duì)該區(qū)沉積變質(zhì)型鐵礦床進(jìn)行預(yù)測(cè)；最終根據(jù)勘查學(xué)中分別對(duì)沉積變質(zhì)型鐵床圈定A類遠(yuǎn)景區(qū)4處；B類靶區(qū)4處；得到的預(yù)測(cè)結(jié)果與已有礦點(diǎn)有很好的疊合度，證明該研究方法的可行性和準(zhǔn)確性。預(yù)測(cè)的結(jié)果表明該區(qū)仍有一定的找礦空間。

表2 研究區(qū)沉積變質(zhì)型鐵礦主要證據(jù)層權(quán)值參數(shù)表Table 2 The main evidence layer weights parameterlist of the Sedimentary-metamorphic iron

圖10 冀東沉積變質(zhì)型鐵礦預(yù)測(cè)后驗(yàn)概率圖Fig.10 Posterior probability of the Sedimento-metamorphic iron ore deposits in Eastern Hebei 1-地名;2-礦點(diǎn);3-斷裂;4-后驗(yàn)概率1-geographic name;2-mineral occurrence;3-fracture;4-posterior probability

致謝 工作過程中得到“華北克拉通前寒武紀(jì)重大地質(zhì)事件與成礦”項(xiàng)目組大力支持，在此表示衷心的感謝!

[注釋]

① 河北省地質(zhì)調(diào)查院，河北省冀東鞍山式沉積變質(zhì)型鐵礦典型示范成果報(bào)告[R].

Bonham-Carter GF, Agterberg FP, Wright DF. 1989. Weights of evidence modeling：a new approach to mapping mineral potential：In Statistical Applications in the Earth Sciences, Eds[J]. Agterberg FP and Bonham-Carter GF, Geological Survey of Canada, 89(9)：171-183

Cao Zhong-qing. 2004. Geological characteristics and prospecting model of Dajishan niobium-tantalum deposit[J]. Geology and Exploration, 40(6):34-37 (in Chinese with English abstract)

Chen Yong-qing, Wang Shi-cheng. 1995. The Basic principles and methods ore-forming series prognosis of comprehensive information [J]. Shandong Geology, 11(1):55-62(in Chinese with English abstract)

Dai Yan-pei, Zhang Liang-chang, Wang Chang-le, Liu Li, Cui Min-li, Zhu Ming-tian, Xiang Peng. 2012. Genetic type, formation age and tectonic setting of the Waitoushan banded iron formation, Benxi, Liaoning Province[J]. Acta Petrologica Sinica, 28(11)：3574-3594 (in Chinese with English abstract)

Dong Qing-ji, Xiao Ke-yan, Chen Jian-ping, Cong Yuan. 2010. The quantitative analysis of regional metallogenic fault in the northern segment of the Sanjiang metallogenic belt, southwestern China[J]. Geological Bulletin of China, 29(10)：1479-1485 (in Chinese with English abstract)

Dong Ying-Jun, Zhang De-quan, Xu Wen-yi, She Hong-quan. 2005. The mineral resources assessment system and its application in East Kunlun[J]. Acta Geoscientica Sinica, 01:83-88 (in Chinese with English abstract)

Emmanuel John M. Carranza. 2004. Weights of evidence modeling of mineral potential：A case study using small number of prospects, Abra, Philippines[J]. Natural Resources Research, 13(3)：173-187

Liu Hong-tao, Li Jia-sheng， Yan Jian-guo. 2008. Integrated information ore-finding model and direction in the south-central segment of the “Sanjiang melallogenic belt”, Southwestern China[J]. Geology in China, 35(1)：101-110 (in Chinese with English abstract)

Liu Xiao-ling, Sun Yan, Chen Jian-ping,Wang Qian. 2010. Copper minerogenetic prediction based on GIS in Tuotuo River region of Qinghai[J]. Computing Techniques for Geophysical and Geochemical Exploration, 32(4)：408-416 (in Chinese with English abstract)

Qian Xiang-lin, Cui Wen-yuan, Wang Shi-qi, Wang Guan-yu. 1985. Geology of precambrian iron ores in Eastern Hebei province, China[M]. Shijiazhuang：Hebei Science and Technology Press: 1-273 (in Chinese)

Rong Jing-hui, Chen Jian-ping, Shang Bei-chuan. 2012. The prospecting model based on the Yunnan old a deep concealed ore body 3D forecast [J]. Geology and Exploration, 01:191-198 (in Chinese with English abstract)

Sun Yan, Wang Xun-lian, Chen Jian-ping, Wang Qian. 2010. Lead-zinc-silver metallogenic prediction based on GIS in Tuotuo River region, Qinghai, China[J]. Geological Bulletin of China, 29(4)：556-564 (in Chinese with English abstract)

Xu Shan-fa, Chen Jian-ping, Ye Ji-hua. 2006. Application of evidence weight method in the copper-gold mineral resources prediction in the north section of the Sanjiang region[J]. Geology and Prospecting, 42(2)：54-59 (in Chinese with English abstract)

Ye Tian-zhu, Xiao Ke-yan, Yan Guang-sheng. 2007. Deposit model of comprehensive geological information of prediction [J]. Earth Science Frontiers, 05:11-19(in Chinese with English abstract)

Wang Deng-hong，Tang Ju-xing，Ying Li-juan. 2010. Application of “Five levels+Basement” Model for Prospecting Deposits into Depth[J]. Joural of Jilin University: Earth Science Edition，40(4)：733-738

Zhao Peng-da. 2004. Quantitative Geoscience methods and its applications[M]. Beijing: Higher Education Press: 1-30 (in Chinese)

Zhao Peng-da, Wang Jing-gui, Rao Ming-hui. 1995. Geologic anomaly of China[J]. Earth Science, 20 (2) : 117-127 (in Chinese)

[附中文參考文獻(xiàn)]

陳建平，陳 勇，王全明.2008.基于GIS的多元信息成礦預(yù)測(cè)研究——以赤峰地區(qū)為例[J]. 地學(xué)前緣，15(4)：18-26

曹鐘清. 2004. 大吉山鉭鈮鎢礦床地質(zhì)特征及找礦模型[J]. 地質(zhì)與勘探, 40(6)：34-37

陳永清，王世稱. 1995. 綜合信息成礦系列預(yù)測(cè)的基本原理和方法[J].山東地質(zhì),11(1):55-62

代堰锫,張連昌,王長(zhǎng)樂,劉 利,崔敏利,朱明田,相 鵬. 2012. 遼寧本溪歪頭山條帶狀鐵礦的成因類型、形成時(shí)代及構(gòu)造背景[J]. 巖石學(xué)報(bào), 28(11)：3574-3594

董慶吉,肖克炎,陳建平,叢 源. 2010. 西南“三江”成礦帶北段區(qū)域成礦斷裂信息定量化分析[J].地質(zhì)通報(bào), 29(10)：1479-1485

董英君,張德全,徐文藝,佘宏全. 2005. 礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)系統(tǒng)及其在東昆侖的應(yīng)用[J]. 地球?qū)W報(bào),01:83-88

劉洪滔,李家盛,晏建國(guó). 2008. “三江”中南段綜合信息找礦模型及找礦方向[J]. 中國(guó)地質(zhì), 35(1)：101-110

劉曉玲,孫巖,陳建平,王 倩. 2010. 基于GIS的沱沱河地區(qū)銅礦綜合信息成礦預(yù)測(cè)[J]. 物探化探計(jì)算技術(shù), 32(4)：408-416

錢祥麟,崔文元,王時(shí)麒,王關(guān)玉. 1985. 冀東前寒武紀(jì)鐵礦地質(zhì)[M]. 石家莊：河北科學(xué)技術(shù)出版社： 1-273

任樹祥,賈正海,張貴寶,宋立軍. 2010. 河北省鐵礦成礦規(guī)律研究及資源潛力預(yù)測(cè)[J]. 礦床地質(zhì),S1:103-104

戎景會(huì),陳建平,尚北川. 2012. 基于找礦模型的云南個(gè)舊某深部隱伏礦體三維預(yù)測(cè)[J]. 地質(zhì)與勘探,01:191-198

孫巖,王訓(xùn)練,陳建平,王倩. 2010. 基于證據(jù)權(quán)重法的沱沱河地區(qū)鉛鋅銀礦成礦預(yù)測(cè)[J].地質(zhì)通報(bào), 29(4)：556-564

王登紅，唐菊興，應(yīng)立娟. 2010. “五層樓-地下室”找礦模型的適用性及其對(duì)深部找礦的意義[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版,40(4)：733-738

徐善法,陳建平,葉繼華. 2006. 證據(jù)權(quán)法在三江北段銅金礦床成礦預(yù)測(cè)中的應(yīng)用研究[J]. 地質(zhì)與勘探, 42(2)：54-59

葉天竺,肖克炎,嚴(yán)光生. 2007. 礦床模型綜合地質(zhì)信息預(yù)測(cè)技術(shù)研究[J]. 地學(xué)前緣,05:11-19

趙鵬大. 2004. 定量地學(xué)方法及應(yīng)用[M]. 北京：高等教育出版社： 1-30

趙鵬大, 王京貴, 饒明輝. 1995. 中國(guó)地質(zhì)異常[J]. 地球科學(xué)—中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào), 20 (2) : 117-127

Application of Evidence Weight Method Basing on GIS to Metallogenic Prediction in East Hebei province

WANG Jiang-xia1,2,3,CHEN Jian-ping1,2,3*,ZHANG Ying1,2,3,ZHENG Yong-qin1,2,3,CHEN Dong-yue1,2,3

(1. Land resources and high-tech research center of China University of Geosciences,Beijing 1000832. Key Laboratory of Land and resources information development research in Beinjing,Beijing 1000833. School of Earth Science and Resource, China University of Geosciences,Beijing 100083)

Based on the detailed analysis and system summary of the previous research results ,and make full use of the new forecasting theory , mineral resource exploration and evaluation theory and method , we make a systematically arrangement and induction to the information and data etc in the study area. At the same time, combined with GIS technology ,the metallogenic regularity of the main sedimentary metamorphic iron ore was summarized ,also geological information、Geophysical prospecting information and geochemical information related to the ore-forming of the study area was analysed detailed, thus generalizing the prospecting model of diversified information in the region. Then we use the grid cell method on the basis of the method of Evidence weights, circling the metallogenic prospects area and realizing the comprehensive prediction research of the sedimentary metamorphic iron ore resources in Jidong.

East Hebei province,sedimentary metamorphic ore type, multivariate information,metallogenic prediction

2012-05-03；

2012-11-15；[責(zé)任編輯]郝情情。

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃973項(xiàng)目(2012CB416605)資助。

王江霞(1987年-)，女，碩士在讀，研究方向?yàn)榈V產(chǎn)資源定量預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)。E-mail:jiangxia.0709@163.com。

P628+.1

A

0495-5331(2014)03-0464-11