地学前缘 ›› 2025, Vol. 32 ›› Issue (4): 317-328.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2025.4.56
黄继先1,2(), 李苇琪1,2, 邓浩1,2,*(
), 万世军1,2, 李晓3, 毛先成1,2
收稿日期:
2025-01-15
修回日期:
2025-04-21
出版日期:
2025-07-25
发布日期:
2025-08-04
通信作者:
*邓 浩(1983—),男,博士,副教授,博士生导师,主要从事三维成矿预测相关工作。E-mail: 作者简介:
黄继先(1973—),女,博士,讲师,主要从事三维空间分析与三维成矿预测相关工作。E-mail: jxhuang@csu.edu.cn
基金资助:
HUANG Jixian1,2(), LI Weiqi1,2, DENG Hao1,2,*(
), WAN Shijun1,2, LI Xiao3, MAO Xiancheng1,2
Received:
2025-01-15
Revised:
2025-04-21
Online:
2025-07-25
Published:
2025-08-04
摘要:
隐伏矿体三维预测正在逐渐成为地球深部矿产资源勘查的关键技术和方法,准确把握控矿因素与矿化的关联关系对模型预测性能至关重要。矿化的形成是一个典型的空间非平稳过程,利用大数据技术,从勘查数据出发,定量探索控矿因素与矿化的空间非平稳关系及其特征,可为三维成矿预测建模提供更精准的关键参数,有助于从定量的角度厘清控矿作用规律及其背后的成因。本文以三山岛金矿床为研究实例,对控矿作用的空间非平稳性及其特征展开研究,首先利用三维地理加权回归(geographical weighted regression,GWR)模型探测控矿因素对矿化影响的空间非平稳性;随后通过方向加权改进三维GWR的权函数,以此为基础分析控矿作用的各向异性;然后将多尺度GWR模型扩展到三维空间,针对不同控矿因素研究其对矿化影响的多尺度特征;接下来通过计算不同控矿因素对矿化影响的平稳性指数,比较分析其平稳性程度;最后对不同控矿因素对矿化的影响强度与变异程度进行对比分析,结合成矿规律进一步挖掘了各控矿因素对矿化影响的方向、尺度及强度特征的相互关联关系。
中图分类号:
黄继先, 李苇琪, 邓浩, 万世军, 李晓, 毛先成. 基于勘查大数据的控矿作用空间非平稳性定量研究:以三山岛金矿床为例[J]. 地学前缘, 2025, 32(4): 317-328.
HUANG Jixian, LI Weiqi, DENG Hao, WAN Shijun, LI Xiao, MAO Xiancheng. Quantitative study on spatial non-stationarity of ore-controlling processes based on exploration big data: A case study of Sanshandao gold deposit[J]. Earth Science Frontiers, 2025, 32(4): 317-328.
图1 三山岛金矿地质图和勘探线联合剖面图(据文献[35-36]修改) a—三山岛金矿地质图;b—勘探线联合剖面图。
Fig.1 Geological map of Sanshandao gold deposit and combined geological sections. Modified after [35-36].
变量 | 平均值 | 中位数 | 标准偏差 | 最小值 | 最大值 |
---|---|---|---|---|---|
dF | -40.08 | -30.26 | 50.78 | -268.93 | 120.93 |
fV | 0.46 | -0.07 | 7.19 | -41.13 | 71.82 |
gF | 45.98 | 44.29 | 11.65 | 7.17 | 90.00 |
waF | -2.55 | -0.15 | 15.54 | -184.47 | 106.49 |
wbF | -3.06 | -0.23 | 30.34 | -140.31 | 119.29 |
AuMet (t) | 12 587.13 | 2 904.65 | 33 665.47 | 0.00 | 1 004 561.06 |
表1 数据统计
Table 1 Data statistics
变量 | 平均值 | 中位数 | 标准偏差 | 最小值 | 最大值 |
---|---|---|---|---|---|
dF | -40.08 | -30.26 | 50.78 | -268.93 | 120.93 |
fV | 0.46 | -0.07 | 7.19 | -41.13 | 71.82 |
gF | 45.98 | 44.29 | 11.65 | 7.17 | 90.00 |
waF | -2.55 | -0.15 | 15.54 | -184.47 | 106.49 |
wbF | -3.06 | -0.23 | 30.34 | -140.31 | 119.29 |
AuMet (t) | 12 587.13 | 2 904.65 | 33 665.47 | 0.00 | 1 004 561.06 |
变量 | dF | waF | wbF | gF | fV |
---|---|---|---|---|---|
容差 | 0.958 | 0.515 | 0.938 | 0.742 | 0.548 |
VIF | 1.043 | 1.940 | 1.066 | 1.348 | 1.824 |
表2 多元共线性诊断
Table 2 Multi-collinearity diagnosis
变量 | dF | waF | wbF | gF | fV |
---|---|---|---|---|---|
容差 | 0.958 | 0.515 | 0.938 | 0.742 | 0.548 |
VIF | 1.043 | 1.940 | 1.066 | 1.348 | 1.824 |
观测点数 | 34 569 | Akaike’s Information Criterion (AICc) [d]: | 817 772.111 |
---|---|---|---|
R2 | 0.030 | 调整R2 | 0.029 9 |
联合 F统计量 [e] | 213.953 | Prob(>F), (5, 103 752) 自由度 | 0.000 000* |
联合卡方统计量 [e] | 756.787 | Prob(>chi-squared), (5)自由度 | 0.000 000* |
Koenker (BP)统计量[f] | 104.087 | Prob(>chi-squared), (5)自由度 | 0.000 000* |
Jarque-Bera 统计量[g] | 85 635 436.864 | Prob(>chi-squared), (2)自由度 | 0.000 000* |
表3 OLS诊断结果
Table 3 Result of OLS diagnosis
观测点数 | 34 569 | Akaike’s Information Criterion (AICc) [d]: | 817 772.111 |
---|---|---|---|
R2 | 0.030 | 调整R2 | 0.029 9 |
联合 F统计量 [e] | 213.953 | Prob(>F), (5, 103 752) 自由度 | 0.000 000* |
联合卡方统计量 [e] | 756.787 | Prob(>chi-squared), (5)自由度 | 0.000 000* |
Koenker (BP)统计量[f] | 104.087 | Prob(>chi-squared), (5)自由度 | 0.000 000* |
Jarque-Bera 统计量[g] | 85 635 436.864 | Prob(>chi-squared), (2)自由度 | 0.000 000* |
模型 | R2 | 全局 Moran指数 | Z值 |
---|---|---|---|
OLS | 0.03 | 0.075 | 3.53 |
GWR | 0.78 | 0.033 | 1.55 |
GDWR | 0.85 | 0.032 | 1.54 |
MGWR | 0.86 | 0.031 | 1.48 |
表4 各模型性能与全局空间自相关
Table 4 Model performance and global spatial autocorrelation
模型 | R2 | 全局 Moran指数 | Z值 |
---|---|---|---|
OLS | 0.03 | 0.075 | 3.53 |
GWR | 0.78 | 0.033 | 1.55 |
GDWR | 0.85 | 0.032 | 1.54 |
MGWR | 0.86 | 0.031 | 1.48 |
图5 控矿作用各向异性分布图和流体汇聚方向示意图(对应剖面图1b,据文献[42]) a—控矿作用各向异性分布图;b—流体汇聚方向示意图。
Fig.5 Anisotropic pattern of ore-controlling process and fluid convergence directions. Corresponding to Fig.1b and adapted from [42].
模型 | 最小值 | 最大值 | beta0 | beta_dF | beta_waF | beta_wbF | beta_gF | beta_fV |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
GWR | 30 | 34 000 | 70 | |||||
MGWR | 30 | 34 000 | 30 | 30 | 4 130 | 7 030 | 26 830 | 33 930 |
表5 GWR与MGWR模型带宽
Table 5 Bandwidth for models GWR and MGWR
模型 | 最小值 | 最大值 | beta0 | beta_dF | beta_waF | beta_wbF | beta_gF | beta_fV |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
GWR | 30 | 34 000 | 70 | |||||
MGWR | 30 | 34 000 | 30 | 30 | 4 130 | 7 030 | 26 830 | 33 930 |
模型 | dF | waF | wbF | gF | fV |
---|---|---|---|---|---|
GWR | 17.2 | 33.1 | 17.2 | 25.8 | 44.1 |
GDWR | 21.4 | 29.8 | 17.4 | 24.1 | 40.2 |
MGWR | 8.9 | 4.2 | 1.1 | 0.7 | 0.1 |
表6 空间平稳性指数
Table 6 Spatial stationary index for different ore-controlling factors
模型 | dF | waF | wbF | gF | fV |
---|---|---|---|---|---|
GWR | 17.2 | 33.1 | 17.2 | 25.8 | 44.1 |
GDWR | 21.4 | 29.8 | 17.4 | 24.1 | 40.2 |
MGWR | 8.9 | 4.2 | 1.1 | 0.7 | 0.1 |
图6 控矿因素影响系数箱形图和空间分布
Fig.6 Box plot and spatial distributions of parameters (a-1),(a-2):beta_dF;(b-1),(b-2):beta_waF;(c-1),(c-2):beta_wbF;(d-1),(d-2):beta_fV;(e-1),(e-2):beta_gF。
影响系数 | 平均影响强度 | 变异系数/% |
---|---|---|
beta_dF | 1 753 102.3 | 250.7 |
beta_waF | 489 600.9 | 44.8 |
beta_wbF | 1 138 760.5 | 16.2 |
beta_gF | 77 216.6 | 55.6 |
beta_fV | 1 368 735.4 | 0.4 |
表7 平均影响强度与变异系数
Table 7 Average influence intensity and coefficient of variation
影响系数 | 平均影响强度 | 变异系数/% |
---|---|---|
beta_dF | 1 753 102.3 | 250.7 |
beta_waF | 489 600.9 | 44.8 |
beta_wbF | 1 138 760.5 | 16.2 |
beta_gF | 77 216.6 | 55.6 |
beta_fV | 1 368 735.4 | 0.4 |
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