数字矿床是对真实矿床及其相关现象的数字化重现及认识。数字矿床的核心思想是用数字化的手段整体地解决矿床及其与空间位置相关信息的表达与知识管理。数字矿床是地质科学与计算机科学高度结合、矿床信息的处理与表征高度统一的新的处理矿床信息的思想,具有较强的理论与实践意义。本书根据作些年的研究成果,借助Micromine软件,对广西大厂锡矿、云南个旧锡矿、甘肃金川镍矿等大型矿山的部分矿行了数字矿床实现,并在数字矿床实现过程中,开发了一些用于数字矿床系统的接口软件。随着数字矿床研究的深入和实践的不行,对数字矿床的认识也会越来越深,它的应用也会越来越广。
地质学是一门产生于生产实践的古老学科。传统的地质学在研究地质体的漫长历史过程中,采用的研究方法主要是描述归纳法。这种方法适应了古老的地质学的需要。随着社会生产力的提高,是到了pan style="font-family: 宋体;">世纪末至20世纪初代工业的兴起与发展,对矿产资源的需求大幅度增加,矿业已开始作为一种产业独立于社会之中。社会展把地质学从单纯地研究地质客体转向以发现矿产资源为己任。
但在地质学的研究方法上,并没有实质性的突破,仍不能适应社会化生产对矿产资源需求量增加的需要,研究方法本身的局限性也限制了地学的发展。古老的地质学,为适应社会展的要求,代自然科学,如生物学、物理学、化学、力学及数学等结合,使地质学在理论及方法上均有很大步,应运而生的古生物学、地层学、地球物理学、地球化学、地质力学等新的地质边缘学科形成代地质学,推动了整个地球科学的迅速发展。
由此,地质学家们寻求到了新的出路和新的方法,建立模型的方法来研究地质问题。我国地质工作者在矿床模型研究方面做了大量研究和探索工作,并取得了一系列研究成果,积累了丰富的研究资料。陈毓川、朱裕生的《中国矿床成矿模式》pan style="font-family: 宋体;">、裴荣富的《中国矿床模式》2汇集了我国主要矿种的一些重要矿床的地质概念模型。
有了对矿床模式的认识后,人们在矿产资源勘探中,又逐渐将注意力放在矿床资源信息的定量化表达上来。在处理日益增多的大量地质信息(数据)时,传统研究方法对各种地质体在时间、空间的变化行定量评价等方面,存在很大程度的限制。而运用数学方法来建立模型,逐渐成为解决这些问题的主要方法。
地质科学研究的对象括各种地质体或地质现象,普遍地受概率法则支配或影响,也就是说,地质现象、地质过程及其产物大多可视为随机事件,而各种地质观测结果则具随机变量性质。于是,地质学家开始把精力集中在传统统计学(经典统计学)与地质学的结合上。20世纪50年代初,研究者们开始发现并认识到应该把地质领域中随机变量的研究与其空间位置和变量的空间变化关系联系起来。
在地质领域中,对地质数据处理和解释已逐渐扩展为对地质资料的解释推断。要处理大量数据,离开了计算机,人工是无法实现的。20世纪60年代初,数学及电子计算机与地质学相结合,形成了数学地质学。数学地质是定量研究各种地质事件发展的内在规律及空间形式的科学。具体地说,数学地质是以解决地球科学各个领域存在的问题为目的,以地质学理论为基础,以数学为主要方法,以计算机为主要工具,对控制和影响地质事件的复杂因行定量的研究,从而揭示并解释地质事件内在规律和空间分布特征的科学。数学地质的出现,减少了地质及采矿工作的盲目性及冒险性,使定量预测矿产资源成为可能,提高了找矿勘查及矿产开采的经济效益。
地质统计学是数学地质领域内一个发展迅速,而且有广阔应用前景的独立分支。它的基本思想是195pan style="font-family: 宋体;">年由南非地质工程师D.G.克立格(D.G.Krige)提出来的,后经数学地质学家G.马特隆(G.Matheron)完善而逐步成熟[3]。
在数学地质领域中,地质统计学是较为活跃的一个分支,它研究那些既有随机性又有结构性的变量,即区域化变量的空间分布规律。地质统计学经过几十年的发展,已初步形成了一套较完整的理论体系和基本工作方法,成为一门应用广泛、富有经济实效的学科。地质统计括了线性地质统计学、非线性地质统计学、参数地质统计学、非参数地质统计学、多元地质统计学、时空域多元信息地质统计学、分形地质统计学等多个分支[+5]。地质统计学不仅能解决找矿勘探、矿体圈定、储量计算、采矿设计等问题,还能表征和估计其他自然科学问题。地质统计学不再局限于二面及三维空间,已延伸到所有的时空领域,它在石油地质、第四纪地质、地层学、生物学、生态学、岩石学、地球化学、构造地......