基于分形理论的江西宜丰水岭矿区成矿预测

摘要

元素地球化学的分布规律十分复杂，不能单一的用线性关系去描述，如矿床与各种成矿控制因素之间普遍都呈非线性关系，传统理论不能全面准确地解决成矿预测学中涉及到的非线性问题。因此，为了提高成矿预测的准确性，需要将非线性科学（包括孤立波、混沌和分形等）的理论和方法应用于地球化学数据处理和矿区成矿预测。
　　分形的本质是描述事物间的幂律关系，不同的幂律关系有着特定的分维数，根据分维数的特征来描述事物的本质。区域地层中元素含量在时间和空间上都呈函数关系，元素的地球化学背景值和异常值的形成都有各自的特征，这说明异常的形成有各自的幂律关系，即分维数具有独立性。因此，用分形方法来描述地球化学异常形成的本质是科学的。传统方法处理化探数据的前提是需要剔除不符合正态分布的极值点，但是元素的分布是多种因素下形成的，各个元素的分布有着自己特有的规律，剔除后的样点数据不能真实反应元素本身的分布规律，而含量-面积分形法不需剔除样点数据，则不会打破元素本身的分布规律。所以，含量-面积分形法可以弥补传统统计方法在化探数据处理中剔除不符合正态分布极值点的缺陷与不足。
　　本次论文将分形理论运用于江西宜丰水岭矿区化探数据处理，为矿区找矿勘查提供准确的找矿靶区。
　　通过对地球化学数据做了多元统计分析，探讨了W元素与其它元素之间的关系，在此基础上分别用传统方法和分形方法对地球化学数据进行处理，对求取的异常下限进行对比分析，选择合理的异常下限，运用MAPGIS和Surfer专业制图软件绘制地球化学异常图和组合异常图，并结合矿区地质特征圈定了找矿靶区。经过以上研究，得出以下结论:
　　(1)通过对所测地球化学数据做多元统计分析可知，相关性分析表明只有Au元素与W元素呈正相关，说明Au元素与W元素有一定的相关性，Au元素的富集在一定程度上指示W元素的富集。聚类分析显示，当距离系数d=5时，只有Au、 Nb，Cu形成组合，其它元素不显示相关性。目标元素W表现出独立性，单独一类。通过因子分析，明确了W和Au有着密切的关系，和相关性分析结果一致。
　　(2)通过传统方法和分形方法对地球化学数据进行处理，结果表明研究区含量普遍偏高的元素用分形方法得出的异常下限比用传统统计方法得出的异常下限更高，研究区含量普遍偏低的元素用分形方法得出的异常下限比用传统统计方法得出的异常下限更低，原因是含量-面积分形法不用剔除数据中不服从正态分布的特高值和特低值，对高异常区能够进一步的圈定异常范围，对弱分异区域可以灵敏识别弱小异常，弥补了传统方法的缺陷与不足。
　　(3)通过对比单元素异常图，发现北西向断裂呈现出Au、W、Pb和Zn异常的良好套合关系，这四种元素异常在该断裂附近均有良好的浓度分带现象，并且已有勘查成果也发现了该断裂局部出现钨矿化，表明以该断裂为找矿标志找钨矿潜力较大、前景较好。
　　(4)通过制作组合异常图，根据各元素组合套合情况和已有勘查成果，初步圈定了两个重点靶区:一是矿区北西向断裂西北角即AP1区，该处Au、Cu、Pb、Zn、W、Mo六种元素浓集中心的重叠性较好，异常规模较大，因此该断裂周边是找钨矿的重点靶区;二是矿区东南角即AP2区，在该处W异常大面积产出，异常出现三级浓度分带，并且根据W元素异常形态及W的产出条件可初步推测该区域深部存在一北西向断裂，预示找钨矿前景良好，下一步建议对本文所圈定的异常区域进行工程验证，助力于下一步找矿突破。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题依据及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

1．4 本论文主要完成工作量

第2章 研究区地质概况

2．1 研究区位置交通及自然地理

2．2 以往工作评述

2．3 区域地质概况

2．3．1 区域大地构造背景

2．3．2 区域地层

2．3．3 区域构造

2．3．4 岩浆岩

2．4 研究区地质

2．4．1 地层

2．4．2 构造

2．4．3 岩浆岩

2．4．4 围岩蚀变

3．1 样品采集

3．1．1 土壤测量工作网度

3．1．2 采样方法和野外资料记录

3．1．3 土壤地球化学测量的质量检查制度

3．1．4 采样质量评估

3．1．5 资料整理

3．2 分析测试

3．2．1 测定元素的选择

3．2．2 分析方法及检出限

3．2．3 质量要求

3．3 小结

第4章 元素地球化学的多元统计分析

4．1 相关性分析

4．2 聚类分析

4．3 因子分析

第5章 矿区异常评价及成矿预测

5．1 背景值与异常下限的确定

5．1．1 传统方法圈定地球化学异常下限

5．1．2 分形方法圈定地球化学异常下限

5．2 地球化学异常评价与找矿预测

5．2．1 单元素异常评价

5．2．2 组合异常评价

5．2．3 成矿预测

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的学术成果