CN116912534A - 自适应搜索匹配的热液矿床成矿系统空间结构识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应搜索匹配的热液矿床成矿系统空间结构识别方法，属于地质空间数据挖掘技术领域，利用地质剖面数据自动识别和提取热液型固体金属矿产成矿系统结构用以圈定远景矿体地段，并可在大地电磁探测剖面数据、反射地震探测剖面数据地质三维属性模型中推广应用。其中，自适应搜索模板、地质剖面复杂度、局部搜索空间、单要素搜索与多要素匹配规则、成矿系统结构判定等技术，能够实现快速准确地自动识别和提取地质剖面中成矿系统结构，为快速圈定远景矿体地段提供了新思路，能够为矿产资源预测提供有力的支持。

Description

自适应搜索匹配的热液矿床成矿系统空间结构识别方法

技术领域

本发明属于地质空间数据挖掘技术领域，尤其是涉及一种自适应搜索匹配的热液矿床成矿系统空间结构识别方法。

背景技术

热液矿床，又称汽水热液矿床，是指含矿热水溶液在一定的物理化学条件下，在各种有利的构造和岩石中，由充填和交代等方式形成的有用矿物堆积体。热液矿床是后生矿床。热液矿床是各类矿床中最复杂、种类最多的矿床类型，可在不同的地质背景条件下，通过不同组成、不同来源的热液活动形成。对于地球上广泛分布的热液型多金属矿床，控岩控矿构造深延格局和深部矿床（体）空间定位格局等关键问题一直是制约深部勘查部署和实现找矿突破的焦点和难点。热液型多金属矿床作为主要的矿床类型之一，因其成矿地质条件的复杂性、构造-岩浆-成矿作用的多期多阶段性，导致该类矿床的控岩控矿构造难以识别，不少的矿集区、矿田或矿床深部找矿的关键地质对象模糊，其控岩控矿构造深延格局不清，因而导致深部矿床或矿体空间定位格局不准确等关键问题格外凸显。所以一种自适应搜索匹配的热液矿床成矿系统空间结构识别方法来快速而准确识别和提取地质剖面中热液型成矿系统的空间结构，完成远景矿体地段的圈定。

发明内容

本发明的目的是提供一种自适应搜索匹配的热液矿床成矿系统空间结构识别方法，解决上述技术存在的深部矿床或矿体空间定位格局不准确的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种自适应搜索匹配的热液矿床成矿系统空间结构识别方法，包括以下步骤：

S1、根据资料厘定对象地质体的局部复杂度及分类临界值，将对象剖面中的地层、岩性、破碎带面状控矿要素，断层、褶皱线状控矿样分别赋予复杂度属性值，并进行离散化和无量纲编码处理；

S2、采用自适应的搜索方框模板，给定初始模板边长，模板边长为奇数，当搜索方框模板搜索的内容满足成矿系统结构判别要求，模板边长自动调整，在匹配过程中的多模板的中心保持不变；

S3、计算地质剖面图的复杂度，复杂度大的地质剖面搜索步长为初始模板边长的1/2，中等复杂的地质剖面搜索步长为初始模板边长的1/3，低等复杂的地质剖面搜索步长为初始模板边长的1/4；

S4、根据资料设定“源-运-储-盖”地质要素、容矿层厚度与容矿层厚度临界值、盖层厚度与盖层厚度的临界值，同时给定搜索方框的初始位置；

S5、根据若干个地质剖面图反映的研究区成矿系统结构特征，确定分别代表“源”、“运”、“储”、“盖”控矿构造实体，当搜索到代表“运”的导矿构造之后再进行局部搜索，先以垂直方向为轴，设定水平方向左右两侧搜索范围，然后进行“源”、“储”、“盖”控矿要素的搜索匹配；

S6、以局部复杂度大于分类临界值为初始判断条件，如果满足则判断并统计模板中包含“源-运-储-盖”地质要素种类不小于3，容矿层厚度不小于容矿层厚度临界值，盖层厚度不小于盖层厚度的临界值，进而判断成矿系统结构的完整性。

优选的，S2中模板边长自动调整计算公式如下：

；

；

式中，为初始模板边长，/>为终止模板边长，a为离散化网格，/>为迭代次数。

优选的，对于比例尺为1:2.5万的地质剖面图，离散化网格a不大于33。

优选的，S3中地质剖面图的复杂度计算公式如下：

；

式中，为离散化的属性值，i为不同属性，j为具体的属性，/>为某一属性值的概率，m为网格在横轴上被分成的个数，n为网格在纵轴上被分成的个数。

优选的，S5中局部搜索的计算公式为：

；

；

式中，为搜索范围左上角坐标，作为开始搜索的模板中心，/>为右下角坐标，作为结束搜索的模板中心，/>为搜索到断裂时模板的中心x坐标，ml为搜索模板边长，/>为地质剖面图y最大值，/>为地质剖面图y最小值。

因此，本发明采用上述自适应搜索匹配的热液矿床成矿系统空间结构识别方法，通过自适应搜索模板、地质剖面复杂度、局部搜索空间、单要素搜索与多要素匹配规则、成矿系统结构判定等技术，能够实现快速准确地识别和提取地质剖面中成矿系统空间结构，为快速圈定远景矿体地段提供了新思路，能够为热液型固体矿产资源预测提供有力的支持。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明自适应搜索匹配的热液矿床成矿系统空间结构识别方法的流程图；

图2为本发明中使用的地质剖面图；

图3为本发明中地质要素赋予属性的地质剖面图；

图4为本发明中单要素搜索后确定的局部搜索范围图。

具体实施方式

以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，自适应搜索匹配的热液矿床成矿系统空间结构识别方法，包括以下步骤：

S1、根据资料厘定对象地质体的局部复杂度及其分类临界值/>，并将对象剖面中的地层、岩性、破碎带等面状控矿要素，断层、褶皱等线状控矿样分别赋予复杂度属性值，并进行离散化和无量纲编码处理/>。

S2、为准确地搜索成矿系统结构，采用自适应的搜索方框模板，给定初始模板边长，边长为奇数，当模板搜索的内容满足成矿系统结构判别要求，模板边长自动调整，在匹配过程中的多模板的中心保持不变，其中模板边长自动调整计算公式如下：

；

；

式中，为初始模板边长，/>为终止模板边长，a为离散化网格，/>为迭代次数。对于比例尺为1:2.5万的地质剖面图，离散化网格a不大于33。

S3、计算地质剖面图的复杂度。复杂度大的地质剖面搜索步长为初始模板边长的1/2，中等复杂的地质剖面搜索步长为初始模板边长的1/3，低等复杂的地质剖面搜索步长为初始模板边长的1/4，其中地质剖面图的复杂度计算公式如下：

；

式中，为离散化的属性值，i为不同属性，j为具体的属性，/>为某一属性值的概率，m为网格在横轴上被分成的个数，n为网格在纵轴上被分成的个数。

S4、根据前期资料设定“源-运-储-盖”地质要素x(种，通常4种)，容矿层厚度和它的临界值/>，以及盖层厚度/>和它的临界值/>，同时给定搜索方框的初始位置。

S5、根据多个地质剖面图反映的研究区成矿系统结构特征，确定分别代表“源”、“运”、“储”、“盖”等控矿构造实体。当搜索到代表“运”的导矿构造之后，先以其垂直方向为轴，设定水平方向左右两侧搜索范围，然后进行“源”、“储”、“盖”等其它控矿要素的搜索匹配，其中局部搜索的计算公式为：

；

；

式中，为搜索范围左上角坐标，作为开始搜索的模板中心，/>为右下角坐标，作为结束搜索的模板中心，/>为搜索到断裂时模板的中心x坐标，ml为搜索模板边长，/>为地质剖面图y最大值，/>为地质剖面图y最小值。

S6、以局部复杂度l(z)>e(z)为初始判断条件，如果满足则判断并统计模板中包含“源-运-储-盖”地质要素种类，容矿体厚度/>，盖层厚度h≥h’，进而据此判断成矿系统结构完整性。

实施例1

将原始地质剖面图中地层、岩性、断裂、破碎带面状和线状控矿要素进行预处理和简化，如图2所示；

为快速的所搜该成矿系统案例的空间结构，搜索模板的方框初始定为1089m×1089m，边长为奇数。当遍历的内容满足成矿系统空间结构判别要求时，模板边长按照从到/>递减，都使用奇数的平方作为边长进行匹配，在匹配过程中的多模板的方框中心保持不变。

模板边长自动调整计算公式如下：

；

；

式中，为初始模板边长，/>为终止模板边长，a为离散化网格，/>为迭代次数，在1:2.5万地质剖图中，离散化网格a不大于33。

计算地质剖面图的复杂度e(z)，高复杂度（e(z)>7）的地质剖面搜索步长为初始模板边长的1/2，中等复杂度（7>e(z)>6）的地质剖面搜索步长为初始模板边长的1/3，低等复杂（e(z)<6）的地质剖面搜索步长为初始模板边长的1/4。地质剖面图的复杂度计算公式如下：

；

式中，为离散化的属性值，i为不同属性，j为具体的属性，/>为某一属性值的概率。

根据地质剖面图中反映区域热液型固体矿产成矿系统的“源-运-储-盖”控矿要素空间分布特征，确定以导矿构造(例如基底断裂)作为搜索起始对象，当初步条件满足时再进行多要素匹配判断。以导矿断裂的垂直方向为轴，水平方向左右两侧各3倍模板边长范围进行搜索匹配，如图3所示。

局部搜索的计算公式为：

；

；

式中，为搜索范围左上角坐标，作为开始搜索的模板中心，/>为右下角坐标，作为结束搜索的模板中心，/>为搜索到断裂时模板的中心x坐标，ml为搜索模板边长，/>为地质剖面图y最大值，/>为地质剖面图y最小值。

对所搜到的成矿系统空间结构，可输出模板方框的外边界坐标值来表示成矿系统空间结构的位置，同时输出表示其优劣的权重，如图4所示。

因此，本发明采用上述一种自适应搜索匹配的热液矿床成矿系统空间结构识别方法，利用地质剖面数据自动识别和提取热液型固体矿产成矿系统空间结构用以圈定远景矿体地段，并可在大地电磁数据、地质三维属性模型中推广应用。其中自适应的方框搜索模板、地质剖面图的复杂度、局部搜索空间、单要素搜索与多要素匹配规则、成矿系统空间结构判定等技术，可快速准确地自动识别和提取地质剖面中热液型成矿系统的空间结构，为快速进行固体矿产预测并圈定远景矿体地段提供了新思路和技术上的支持。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种自适应搜索匹配的热液矿床成矿系统空间结构识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据资料厘定对象地质体的局部复杂度及分类临界值，将对象剖面中的地层、岩性、破碎带面状控矿要素，断层、褶皱线状控矿样分别赋予复杂度属性值，并进行离散化和无量纲编码处理；

S2、采用自适应的搜索方框模板，给定初始模板边长，模板边长为奇数，当搜索方框模板搜索的内容满足成矿系统结构判别要求，模板边长自动调整，在匹配过程中的多模板的中心保持不变；

S3、计算地质剖面图的复杂度，复杂度大的地质剖面搜索步长为初始模板边长的1/2，中等复杂的地质剖面搜索步长为初始模板边长的1/3，低等复杂的地质剖面搜索步长为初始模板边长的1/4；

S4、根据资料设定“源-运-储-盖”地质要素、容矿层厚度与容矿层厚度临界值、盖层厚度与盖层厚度的临界值，同时给定搜索方框的初始位置；

S5、根据若干个地质剖面图反映的研究区成矿系统结构特征，确定分别代表“源”、“运”、“储”、“盖”控矿构造实体，当搜索到代表“运”的导矿构造之后再进行局部搜索，先以垂直方向为轴，设定水平方向左右两侧搜索范围，然后进行“源”、“储”、“盖”控矿要素的搜索匹配；

S6、以局部复杂度大于分类临界值为初始判断条件，如果满足则判断并统计模板中包含“源-运-储-盖”地质要素种类不小于3，容矿层厚度不小于容矿层厚度临界值，盖层厚度不小于盖层厚度的临界值，进而判断成矿系统结构的完整性。

2.根据权利要求1所述的自适应搜索匹配的热液矿床成矿系统空间结构识别方法，其特征在于，S2中模板边长自动调整计算公式如下：

；

；

式中，为初始模板边长，/>为终止模板边长，/>为离散化网格，/>为迭代次数。

3.根据权利要求2所述的自适应搜索匹配的热液矿床成矿系统空间结构识别方法，其特征在于：对于比例尺为1:2.5万的地质剖面图，离散化网格a不大于33。

4.根据权利要求1所述的自适应搜索匹配的热液矿床成矿系统空间结构识别方法，其特征在于，S3中地质剖面图的复杂度计算公式如下：

；

式中，为离散化的属性值，/>为不同属性，/>为具体的属性，/>为某一属性值的概率，m为网格在横轴上被分成的个数，/>为网格在纵轴上被分成的个数。

5.根据权利要求1所述的自适应搜索匹配的热液矿床成矿系统空间结构识别方法，其特征在于，S5中局部搜索的计算公式为：

；

；

式中，为搜索范围左上角坐标，作为开始搜索的模板中心，/>为右下角坐标，作为结束搜索的模板中心，/>为搜索到断裂时模板的中心x坐标，ml为搜索模板边长，为地质剖面图y最大值，/>为地质剖面图y最小值。