热烈欢迎广大同学选修 《矿床统计预测》

任课教师联系方式 每周二晚上7:00-9:00答疑 李建威 办公地点：国家重点实验室418室、主楼726室(研办) 办公电话：67885099-8418 手 机：63120617, 13871112076 电子邮件： jwli@cug.edu.cn 陈志军 办公地点：国家重点实验室3D虚拟实验室 办公电话：67884955-606 手 机：13135670378 电子邮件： zjchencs@gmail.com 每周二晚上7:00-9:00答疑

课程教学内容安排 矿床统计预测基础知识和基本理论 成矿远景区定量预测方法 地质标志和控矿因素的统计分析 地质勘探数据的统计分布特征、地质变量研究、矿床统计预测基本理论和准则 成矿远景区定量预测方法 回归分析、判别分析、聚类分析、特征分析 地质标志和控矿因素的统计分析 因子分析、趋势面分析 讲课28学时，阶段总结4学时，课程总复习4学时，自学4学时 考试方式：笔试（闭卷），考试内容侧重基础

要求：重点是地质变量研究、数学模型应用条件、 预测结果综合解释和分析。数学模型推导只作一般要求

推荐参考读物 刘承祚, 1981. 数学地质基本方法及应用。北京：地质出 版社。 刘承祚, 1981. 数学地质基本方法及应用。北京：地质出 版社。 赵鹏大等，1994. 矿床统计预测。武汉：中国地质大学 出版社。 赵鹏大，李紫金等, 1992。重点成矿区三维立体矿床统 计预测。武汉：中国地质大学出版社。 赵鹏大等，1995. 地质异常成矿预测理论与实践。武 汉：中国地质大学出版社. 王世称，2002。综合信息矿产预测理论与方法。北京： 科学出版社。 Davis JC, 2002. Statistics and Data Analysis in Geology (3rd Ed.). New York: John Wiley & Sons.

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学生在IAMG发展中的重要地位

一 矿床统计预测基本知识 二 成矿远景区定量预测方法 三 地质标志的统计分析及含矿性评价 四 考试 近期教学安排 1 矿床统计预测发展历史及 一 矿床统计预测基本知识 1 矿床统计预测发展历史及 概率统计基本概念 2 地质勘探数据的统计分布特征 ①地质学中常见分布模型 ②混合分布及混合总体筛分(2学时实习，上课教室) 3 地质变量研究 4 矿床统计预测的基本理论和准则 二 成矿远景区定量预测方法 三 地质标志的统计分析及含矿性评价 四 考试 5月1日

第一讲 绪 言

通过成矿预测只可提供资源量，不能获得储量！ 一、矿产预测的几个基本概念 矿产资源：在地壳内部或地表、通过各种地质作用形成的矿物堆积体，在目前或将来的技术经济条件下可能成为有经济价值的开采对象。它具有地质属性和经济属性两重性。 矿产资源总量：一个地区内全部已发现或未发现的资源量。（＝矿产资源潜力＋储量） 矿产资源潜力：一个地区内尚未发现的资源量。 储量：通过地质研究和工程揭露、在现行技术经济条件下具有开采价值的有用矿产资源它具有地质可性度和技术经济可行性两重性。 通过成矿预测只可提供资源量，不能获得储量！

找矿远景区：通过矿产资源定量预测所圈定的找矿有利区。根据预测比例尺的不同可分为： 预测区：中小比例尺预测(<1:10万) －估计资源潜力 找矿有利地段：中大比例尺(5万-2.5万） －估计找矿概率 找矿靶区：大比例尺(>2.5万） －为工程验证提供选区依据

成矿预测：通过分析区域成矿地质背景、总结成矿规律、建立成矿模式或找矿模型，利用类比法或地质异常分析法圈定成矿远景区，预测不同级别的资源量, 并对今后地质找矿工作部署提出可行性建议。根据比例尺的不同具有不同级别和不同可性度。 矿产资源潜力评价：对一个较大区域某种矿产资源尚未发现的资源总量进行估计并结合资源开发的技术经济条件对其近、中、长期的保障程度作出评价。它不要求确定资源产出的确切位置，是一种精度较差的估计(预测精度与数据水平有关).

资源总量估计和潜力评价的目的 确定一个地区甚至一个国家某些资源尤其是战略资源的资源总量、找矿潜力和保障程度。 建立专门的矿产资源数据库。 进一步预测和找矿决策的重要依据, 为地方或国家的中长期发展提供资源政策制定的参考。

成矿远景区定量预测的成果要求 定位预测：预测矿产地产出的具体空间位置，即圈定预测区、找矿有利地段或靶区 定量预测：预测矿产资源量、矿产地数目、确定找矿概率

定位预测的目的和现实意义 确定未知矿床的产出位置，导致新矿床的发现 已知矿床的深部和外围找矿 危机矿山增储解危的重要途径

矿产资源定量预测的发展 　矿床统计预测是一项把区域地质、成矿规律、地质数学信息和概念加以综合、并用计算机进行资源评价的工作（Agterberg F.P., 1974） 　矿床统计预测以多元统计分析方法为基本工具，以矿床/矿化体/成矿远景区及相关地质体和地质过程为研究对象，以电子计算机为手段，以查明各种控矿因素和找矿标志组合对成矿和找矿的作用（定量），以最终以圈定出矿化体可能产出的空间位置、规模和概率为目的（赵鹏大等，1984）。

二、矿床统计预测发展历史和研究内容 　矿床统计预测是一项把区域地质、成矿规律、地质数学信息和概念加以综合、并用计算机进行资源评价的工作（Agterberg F.P., 1974） 　矿床统计预测以多元统计分析方法为基本工具，以矿床/矿化体/成矿远景区及相关地质体和地质过程为研究对象，以电子计算机为手段，以查明各种控矿因素和找矿标志组合对成矿和找矿的作用（定量），以最终以圈定出矿化体可能产出的空间位置、规模和概率为目的（赵鹏大等，1984）。

矿床统计预测发展的必然性 寻找和发现矿产资源：一项永恒的任务 隐伏矿产的寻找：间接和隐蔽的找矿信息、趋势外推 　矿床统计预测发展的必然性 寻找和发现矿产资源：一项永恒的任务 隐伏矿产的寻找：间接和隐蔽的找矿信息、趋势外推 描述性地质学向定量地质学转变的要求 地质作用和成矿作用具有随机性：需要研究随机现象 的工具（概率论和数理统计）来研究矿床 地质数据的模糊性：基于模糊数学的矿床统计预测 找矿和勘探的不确定行和风险性：矿床统计预测通过 查明成矿概率最大的控矿地质标志组合来圈定具 有最大找矿概率的地段 计算机技术的发展：处理海量数据、挖掘隐蔽信息的 强有力手段

萌芽阶段（20世纪50年代） 50年代初期，美国和加拿大的一些学者发现，在足够大的区域内，矿床数的分布具有某种规律性，如： 一定范围的地质单元内矿床数的分布服从泊松分布。根据这一模型，Allais（1957）认为阿尔及利亚的撒哈拉地区还可以发现20个矿床。 在足够大的区域内，某元素的矿产资源量与该元素在该区地壳中的丰度有较好的数学关系，由此发展了丰度估计法来进行大区域的资源总量潜力评价。 在足够大的区域内，某类矿床的品位和吨位具有一定的相关性

实际上，早在20世纪20－40年代，数学方法就已经应用于地质学的某些领域（主要是沉积岩粒度分析和物源区判断、生物化石的种属划分、以及矿床勘查方面的应用）。到20世纪40年代中后期，这种数学方法与地质问题的结合更加紧密，尤其是多元统计分析方法开始得到应用。 美国学者提出将计算机首次（1958）应用于地质学的时间作为数学地质学科诞生的标志。 最先开始数学地质问题研究的美国沉积学家Krumbein W.C.被公认为国际“数学地质之父”

探索阶段（60-70年代中期） 开始应用多元统计分析方法来建立多种地质标志的矿床预测数学模型（主要工作集中在美国）。 建立了基于判别函数的矿床预测模型 应用贝叶斯准则下的多组判别分析方法建立了亚利桑那州和新墨西哥州矿床储量的定量预测模型。用该模型对邻近的犹他州进行预测，结果已知矿床全部落入预测的远景区，表明该模型具有很大的实用价值。这一成果在当时的数学地质界引起很大轰动。

70年代，计算机的广泛应用为矿床统计预测提供了强有力工具，使得将复杂的多元统计分析方法引入矿床预测、并进行海量地质数据的存储、检索、处理和综合成为可能。 60-70年代广泛的国际交流促进了矿床统计预测向广度和深度方向发展，并使得各种新方法和新模型得到迅速推广和应用。

1967年, 国际地质数据存储、自动处理和检索委员会成立 1968年, 国际数学地质协会成立 1969年, 数学地质国际学术刊物Mathematical Geology创刊 1971年, 首个地质计算机程序系统GEOCOM出版 1972年, 美国地调局设立矿产资源定量评价研究中心 1975年, 联合国教科文组织开始制定并执行国际地质协调 计划第98项“资源研究中的计算机应用标准化”。

推广应用阶段（1976至20世纪90年代） 1976年在挪威举行了国际地质对比计划第98项的首次会议，对矿床统计预测的理论和方法进行全面总结，1977和1979年又连续两次召开类似会议，交流各国矿床统计预测的有关成果。 各国政府高度重视矿床统计预测工作，如美国相继启动“美国油气资源评价计划、”阿拉斯加矿产资源潜力评价计划、“美国铀矿资源评价计划；加拿大和前苏联也开展了大量的矿床统计预测工作。

矿床统计预测的理论和方法日臻完善，已经成为一个独立和完整的学科体系应用于生产实践。 这一阶段的工作具有如下特点： 矿床统计预测的理论和方法日臻完善，已经成为一个独立和完整的学科体系应用于生产实践。 矿床统计预测工作在不少发达国家成为经济计划的重要组成部分。 矿床统计预测工作已经超出国家和地区的范围，成为一项全球性的行动方案，提出了“全球性资源评价方法学”、启动了“全球资源数据库”的建库工作。 1991年在中国地质大学（武汉）召开了矿床统计预测国际学术研讨会。

矿床统计预测在中国 始于1970年代： 1975年，前武汉地质学院首次在长江中下游宁芜盆地中段和北段开展1: 2.5万矿床统计预测(铁矿）。 大规模的矿床统计预测自1980年代开始： 1980年，原地矿部决定在全国范围逐步开展矿产资源定量预测工作； 1985年启动全国新一轮固体矿产勘查评价，矿床统计预测工作在地质、冶金、石油、煤田、核工业等系统得到广泛开展。

有关1:20万矿产资源总量预测方法的研究成果在全国范围内得到迅速推广应用，使我校在矿产统计预测这一研究领域走在全国的前列。 以赵鹏大教授为首的科研集体 迁安变质铁矿东矿带矿床统计预测（1:1万；1977-79） 云南个旧锡矿矿床统计预测（1:1万；1980-81） 铜陵地区矿产资源总量预测（1:20万；1981-83） 新疆喀拉通克镍矿带资源量预测（1:5万；1986-88） 安徽月山地区铜矿床三维立体预测（1:10万, 1986-90） 矿床统计预测的基本理论、准则和方法研究(1988-90) 新疆北山铜镍矿带资源量预测（1:5万；1989-91） 西藏罗布莎铬铁矿预测（1:2.5万；1990-92） 有关1:20万矿产资源总量预测方法的研究成果在全国范围内得到迅速推广应用，使我校在矿产统计预测这一研究领域走在全国的前列。

矿床统计预测研究使我国的成矿预测工作从传统的定性分析阶段跨越到定量预测的新阶段，是成矿预测学的一次重大创新和突破，极大地推动了我国数学地质学科的发展和整个地质工作的定量化研究。

矿床统计预测在中国 始于1970年代： 1975年，前武汉地质学院首次在长江中下游宁芜盆地中段和北段开展1: 2.5万矿床统计预测(铁矿）。 大规模的矿床统计预测自1980年代开始： 1980年，原地矿部决定在全国范围逐步开展矿产资源定量预测工作； 1985年启动全国新一轮固体矿产勘查评价，矿床统计预测工作在地质、冶金、石油、煤田、核工业等系统得到广泛开展。

矿床统计预测分类 矿产资源总量估计和潜力评价 成矿远景区定量预测 矿床及矿体定量预测 根据预测目的、范围、比例尺、内容、方法及成果表达形式，分为三种类型（详见第四讲）： 矿产资源总量估计和潜力评价 成矿远景区定量预测 矿床及矿体定量预测

若 干 重 要 进 展 (1) 预测对象由平面向立体、由浅部向深部发展。 (2) 预测手段突破了传统的基于多元统计分析方法的数学模型，引进了许多新的定量预测途径，如模糊数学、分形理论、灰色系统理论等。 (3) 非线性信息提取和空间信息分析技术得到广泛应用，并在成矿信息提取上发挥着越来越明显的作用。 (4) 预测理论得到进一步完善，如近年发展起来的综合信息成矿预测理论（王世称等；2002）、地质异常定量预测理论（赵鹏大等，1995）、三联式数字找矿理论（赵鹏大等，2002）。 （5）多元地学信息系统和地学数据库的建立和完善。