基于Hurst指数的矿化强度识别－以山东大尹格庄金矿为例

探索成矿元素分布的分形特征是揭示矿化富集程度的重要途径之一。运用重标极差分析（R/S）方法,研究了山东大尹格庄金矿-210 m中段多勘探线Au品位序列随采样尺度变化的趋势,探讨元素序列的Hurst指数与矿化强度的关系。结果显示:具有不同矿化强度的勘探线Au的Hurst指数存在明显差异,且均大于0.5;矿化连续分布或间断出现的勘探线元素品位序列的Hurst指数大于0.65,表明元素序列具有标度不变性和长相关性,序列的持续强度与矿化程度基本一致,可为区域矿化强度定量识别提供一种新的有效方法。     

招平断裂带大尹格庄-后仓段深部矿体定位预测与找矿突破

1 大尹格庄金矿深部探矿工作概况大尹格庄金矿位于招平断裂带中段,具有矿体大、储量大、埋藏深、品位低的特点.矿区内共有2个矿体群,以大尹格庄断裂为界,南部为①号矿体群,北部为②号矿体群,它们呈隐伏状态分布于招平断裂带的下盘,矿体形态、产状和分布严格受招平断裂带的控制,矿体主要赋存于主裂面之下的黄铁绢英岩化碎裂岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩、黄铁绢英岩化花岗岩中.     

成矿元素品位有序数据集自仿射分形方法应用性评价

自仿射分形的Hurst指数是分析地质剖面数据的有利参数。以大尹格庄金矿不同勘探线刻槽取样所得的金品位序列为例，评价Hurst指数的几种估算方法在地质剖面数据分析中的适用性。取相同尺度，全部数据集的增量标准偏差法统计散点呈波状变化，部分数据集的曲线长度变换法统计散点的后半部分呈波状变化,全部数据集的重标极差分析法统计散点线性拟合较好。结果显示增量标准偏差法对尺度要求较为苛刻，适于巨量数据的统计；曲线长度变换法应用性较广，所得Hurst指数反映品位的空间变化强度；重标极差分析法稳定性最好，其Hurst指数反映了品位变化相依性。      

典型构造蚀变岩型金矿远景资源量数学模型与预测

数学模型是矿床深部资源量定量化预测一个重要手段,其中品位-吨位模型是一个广泛应用的数学模型,在该模型中,远景资源量为研究区源岩中成矿元素总量的函数。利用该模型,计算胶东构造蚀变岩型金矿远景资源量时,发现由于成矿源岩范围难以确定,而使模型应用准确性受到制约。基于断裂带蚀变岩型金矿的特征,修正了品位-吨位模型。在修正后的模型中,远景资源量为蚀变岩总质量的函数,另包括3个参数:蚀变区元素背景含量(由多标度分形决定)、元素工业品位及矿体品位分布分维值。利用修正后的品位-吨位模型,有效地估算了胶东大尹格庄金矿-1000m以上的理想金属量,得出远景矿石量为5.26×107t,金属量为2.89×105kg,与实际地质情况相吻合。     

胶东大尹格庄金矿与夏甸金矿矿化特征对比研究

岩矿石主微量元素地球化学特征以及黄铁矿微量元素地球化学特征对大尹格庄金矿和夏甸金矿矿化规模和矿化特征的差异具有重要的指示意义。岩矿石主量元素迁移特征显示夏甸金矿矿化过程SiO2、Fe2O3的带入量较尹格庄多,表明夏甸金矿具有较好的硅化、黄铁矿化以及较强的金矿化。岩矿石微量元素迁移特征显示大尹格庄金矿成矿过程中Cu、Pb、Zn带入量以及CaO、MgO带入量较夏甸金矿少,表明大尹格庄金矿成矿期活动较弱,携带成矿物质较少。黄铁矿微量元素LA-ICPMS测试分析显示夏甸金矿黄铁矿Cu+Pb+Zn、Ga+In+Cd+Tl、As含量较大尹格庄金矿多,反映夏甸金矿热液活动性较强,金矿化较好。夏甸金矿从围岩到矿体SiO2、Fe2O3含量变化幅度较大以及不同成矿阶段黄铁矿中微量元素Cu+Pb+Zn、Ga+In+Cd+Tl、As变化幅度较大,显示矿化不太稳定,矿化规模较大尹格庄金矿小的特征。     

胶东大尹格庄金矿床热液蚀变作用

胶东是我国最重要的金矿集区。其中,破碎带蚀变岩型———"焦家式"金矿床是区内最重要的金矿床类型,占胶东已探明金矿资源量的90%以上。大尹格庄金矿床位于胶西北招平断裂带中段,是典型的破碎带蚀变岩型金矿床,区内发育有大规模的绢英岩化蚀变带(宽20~200m)和钾化/红化蚀变带(宽50~300m),蚀变岩型金矿体主要发育在招-平断裂带下盘的绢英岩化蚀变带中。本文在详细的野外地质观测基础上,查清了大尹格庄金矿床蚀变类型及矿物组合特征,针对大尹格庄金矿床Ⅱ号矿体系统采集了不同蚀变类型的岩石样品,进行了岩石元素地球化学分析,运用质量平衡方法讨论了热液蚀变过程中元素迁移规律,初步探讨了大尹格庄金矿床热液蚀变作用过程和金沉淀机制。通过本研究得出:大尹格庄金矿床内主要矿石类型为黄铁绢英岩,以浸染状、细脉状为主要矿化形式。大尹格庄金矿床热液蚀变期在时间上可以划分为:钾化/红化→绢英岩化→黄铁绢英岩化→碳酸盐化。钾化/红化蚀变为成矿前蚀变,在此过程中有少量热液钾长石的形成。在地球化学方面表现为Fe、Cu、Pb和Rb元素带入,Si、Al、Na、Ca、Ba、Sr、Cr等元素带出。同时流体-围岩通过交代反应使金从围岩中释放出来成为高价态离子活化进入成矿流体。绢英岩化和黄铁绢英岩化蚀变为成矿期蚀变,蚀变过程中与矿化有关的Fe、Cu、Pb元素表现为迁入状态,流体运移过程中,热液中的HS~-等组分损失,导致Au(HS)~(2-)络合物失稳分解,Fe~(2+)、Fe~(3+)被消耗形成黄铁矿,同时金大量聚集沉淀,此时完成了金由活化→迁移→沉淀富集成矿过程。     

大尹格庄金矿床构造蚀变带特征及主成分地球化学分析

<正>大尹格庄金矿床位于胶北地体西北部,为招平断裂带中段一超大型破碎带蚀变岩型金矿床,构造蚀变分带特征明显。1矿区地质概况大尹格庄金矿区内胶东群变质岩及玲珑花岗岩广泛出露,各类脉岩及褶皱、断裂构造发育;第四系广泛分布。招平断裂是本矿区的控矿、导矿、容矿构造,     

山东招远大尹格庄金矿控矿构造解析与找矿预测

[研究目的]大尹格庄金矿探明(金:283 t,银:397 t)发育于招平断裂带中段,矿区较大的断裂构造有4条:招平断裂、大尹格庄断裂、南周家断裂与南沟断裂,招平断裂带在矿区内呈NNE20°方向延伸,控制金矿体的形态、产状及发育部位.确定断裂构造的运动方向,可以指导大尹格庄金矿外围找矿预测.[研究方法]本文运用构造解析方...     

大尹格庄金矿床矿体三维建模与矿化分布规律

文章根据勘探线地质剖面图钻孔样品化验数据和中段地质平面图坑道样品化验数据,利用Vulcan软件对大尹格庄金矿床矿体建立了两种三维实体模型,并将这两种模型结合起来,利用Datamine软件得到综合后的块体模型;运用地质统计学方法及Surpac软件,分析了①、②号两个矿（脉）体群的Au品位空间变化结构,并求得了搜索椭球体,实现了矿体和Au品位变化形态的空间分布展示;结合三维建模成果与矿体空间变化结构,分析得出了矿化分布规律.②号矿（脉）体群沿NE向继续展布的区域,是寻找深部隐伏矿体的有利部位.     

基于随机森林算法的大尹格庄金矿床三维成矿预测

大数据及机器学习技术在解决各行各业的复杂非线性关系问题方面已经体现出巨大的优势。本文尝试将随机森林(RF)算法引入三维成矿预测领域来开展研究,以胶东大尹格庄金矿为研究对象,在构建招平断裂(地质体)三维模型的基础上,通过各种空间分析方法提取控制矿体形成的若干控矿地质因素特征值,进而获取成矿空间中控矿地质因素分布值,最后将矿区钻孔立体单元化形成采样数据集并利用RF算法对矿区开展三维矿体定位预测,结果表明:决策树棵数M=800、属性个数K=7是最优参数,能获得总体精度97.32%和kappa系数0.6292的综合分类精度;RF算法的分类精度要优于支持向量机(SVM)算法和多层感知器(MP)算法。RF算法对大尹格庄金矿开展的三维矿体定位预测取得了较好效果,并在矿区深边部预测了7个三维找矿靶区,证明大数据技术在矿产资源定位预测方面具有巨大的应用前景。     

Random Difference of the Trace Element Distribution in Skarn and Marbles from Shizishan Orefield,Anhui Province,China

Spatial distribution patterns of element concentrations can reflect the information of the mineralization processes. Both the Hurst exponent calculated by R/S analysis and the generalized fractal dimension calculated by using the multifractal model are important parameters for describing the spatial distribution of elements. Five long drill holes, named as M1, S1, S2,S3, and S4, have been selected in the Shizishan (狮子山) skarn orefield in Tongling (铜陵), Anhui (安徽) Province, China. Marbles are well developed around MI and skarn rocks are largely distributed along S1, S2, S3, and S4 drill holes. The drill holes were sampled evenly with an interval of 10 m and 16 trace elements have been measured. The mean of the △D(q) (the height of the generalized dimension spectrum) in the MI drill hole is the lowest. In addition, the mean of the Hurst exponents of the 16 elements in the MI drill hole is also much smaller than that of S1, S2, S3, S4 drill holes, which is in accordance with the analysis of the generalized dimension. It is indicated by the generalized dimension and Hurst exponent that the distribution of trace elements in the marbles is more random than that in the skarn. The result suggests that the mineralization process can change the randomness and persistence features of the element distribution.     

成矿元素巨量聚集的混沌机制——斑岩型和构造蚀变岩型矿床例析

成矿元素含量的变化受控于成矿系统内部的动力学过程,具有较强的随机性与混沌特征,对其变化特征的定量刻画有助于深入理解成矿过程,并为找矿预测提供理论依据。本文以三江普朗斑岩型铜矿的Cu元素与胶东大尹格庄构造蚀变岩型金矿的Au元素品位序列为研究对象,运用混沌时间序列分析法中的相空间重构技术、吸引子的关联维及最大Lyapunov指数解析了Cu与Au元素品位序列的分布特征。结果显示:斑岩型铜矿强矿化和中矿化Cu元素品位的饱和关联维介于4.42与9.69之间,饱和嵌入维介于25与28之间,最大Lyapunov指数介于0.0021与0.0661之间,弱矿化勘探线Cu元素关联维没有出现饱和现象,最大Lyapunov指数随着嵌入维的增大,由正数变为负数;构造蚀变岩型金矿的强矿化勘探线Au元素的关联维为3.18,饱和嵌入维为23,最大Lyapunov指数为0.0082,而中矿化和弱矿化勘探线Au元素的关联维没有出现饱和现象,且随着嵌入维的增大,最大Lyapunov指数由正数变为负数,表明斑岩型中-强矿化地区的Cu元素和构造蚀变岩型强矿化区域的Au元素品位序列具有混沌动力学特征,而弱矿化地区的Cu元素及中弱矿化地区的Au元素品位序列则具有更强的随机性特征;同时,具有混沌特征的斑岩型铜矿的饱和嵌入维和关联维及最大Lyapunov指数的均值都大于蚀变岩型矿床,说明斑岩型铜矿比蚀变岩型矿床的元素具有更强混沌特性与更复杂的控制因素,如温度、硫化作用、流体不混溶、蚀变叠加等。     

山东大尹格庄金矿床深部三维定量成矿预测

大尹格庄金矿是胶西北招平断裂带中段的大型金矿床,但随着逐渐的开采其保有资源量不断下降,急需在矿床的深边部区域开展接续资源找矿工作。本文以大尹格庄金矿为研究对象,以区域成矿理论和找矿勘查模型为指导,利用三维地质建模技术构建了相关地质体的三维模型,在此基础上,采用定量化的方法提取地质体与成矿相关的控矿因素指标和矿化指标,并建立了三维定量成矿预测模型,并应用该模型圈定了3个找矿靶区。研究表明,该方法能够适用于大中型矿山的深边部找矿工作,其三维及定量化的预测结果能够为后续的勘探及开采工作提供重要参考。     

基于勘查数据的胶东大尹格庄金矿床控矿地质因素定量分析

胶东金矿床集中产于伸展构造系统内,常常显示出明显的构造控矿特征,但前人提出的阶梯式成矿模式难以回答哪些构造特征真正控制了金矿床的形成。大数据时代的到来为地质勘查数据的挖掘、成矿规律的探索提供了新的途径。选择胶东地区的大尹格庄金矿床为研究对象,在系统收集勘查资料的基础上,通过空间分析技术对控矿因素的不同特征进行定量表达,进而分析其与金矿化的相关关系。分析结果显示招平断裂带的距离场因素与金品位和金属量均呈双峰分布特征,与大尹格庄金矿床存在的两类矿化相对应,直观反映了不同类型矿石的相对空间位置。断层的坡度与金品位近似呈高斯分布,品位峰值区累积了大量的金属量,暗示了成矿流体更多地在某一特定的坡度范围内汇聚、停留。断裂面的陡缓变化和起伏程度显著地影响了金的富集程度,能够清晰地区分出经济品位的矿石和矿化体并确定矿体的最有利部位。在蚀变带中最强烈的蚀变部位,金的沉淀量急剧增加,暗示蚀变带内相同的部位可能叠加了持续的热液交代或多次成矿作用。控矿因素大数据分析表明,招平断裂面的形态特征是控制大尹格庄形成的关键因素,这种规律可被推广到整个胶东地区的金矿床。     

山东招远黄埠岭金矿构造地球化学特征及找矿远景分析

构造地球化学特征研究是指导矿山找矿的有效手段,通过对矿区构造地球化学测量数据进行的R型聚类分析和R型因子分析显示,黄埠岭金矿最佳找矿指示元素组合为Au-Ag- Bi.在总结矿床地质特征,研究矿床构造地球化学特征的基础上,提出了黄埠岭矿区东西部及凤凰山一带具有较好的找矿前景.     

LA-ICP-MS Zircon U-Pb Geochronology of Quartz Porphyry from the Niutougou Gold Deposit in Songxian County,Henan Province

The Niutougou gold deposit,located in the center of the Xiong’ershan gold district,western Henan Province,is a large gold deposit with many quartz porphyries found in the area.Based on the field geological investigation of quartz porphyry of Niutougou gold deposit and by using the cathodoluminescence(CL) images analysis and in situ LA-ICP-MS U-Pb isotope dating method of zircons,the inner structure,trace element compositions and U-Pb age of the zircons separated from quartz porphyry were analyzed and determined.Cathodoluminescence(CL) images of zircons show clear magmatic zonations.Trace element analyses of zircons reveal that all zircons show high concentrations of Th,U,and HREE,and the REE patterns of depletion in LREE,with a positive Ce anomaly.Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating results show that the quartz porphyry in the Niutougou gold deposit was formed at 159.71±0.99 Ma(about 160 Ma),belonging to the product of magmatic activity in late Middle Jurassic.Combined with the geological characteristics of the Niutougou gold deposit,the formation age of the quartz porphyry and the analysis of the formation age of the granite body exposed in the Niutougou gold deposit,the study suggests that the metallogenic epoch of the Niutougou gold deposit may be Yanshanian in age.     

Heterogeneities characterization from velocity logs using multifractional Brownian motion

Well logs provide additional information from the borehole that cannot be derived from other subsurface investigations. Their analysis may bring supplementary features about the earth’s heterogeneities. In previous researches, the logs were modeled using fractional Brownian motions indexed by Hurst (or Hölder) exponents quantifying their global regularity degrees. Indeed, these monofractal models, characterized by the same Hurst exponent, do not allow to study the depth-evolution of the local Hurst parameter. In order to overcome this problem, we propose to model the logs using multifractional Brownian motions and suggest an algorithm, developed previously for financial time series, to estimate the local Hurst exponent function. First, the potential of this algorithm is assessed through its application on synthetic sonic log data simulated by the successive random additions method. We note that the estimated Hurst functions (or regularity profiles) are very close to the theoretical Hurst functions. Second, this analysis is extended to sonic logs data from the KTB pilot borehole (Germany). Using the resulted regularity profiles, we carry out a lithological segmentation and fault identification on the geological layers crossed by the well. We derived also a correlation between the Hurst value variation and the lithological changes.