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地質統計學是1962年,法國著名統計學家G.Matheron在Traitédegéostatistiqueappliquée一文最早提出的,之后其他科學家大量理論研究的基礎上逐漸形成的一門新的統計學與地質學的交叉學科。地質統計學所利用的是應用統計學。地質統計學因為具有空間的分布特點,而且是利用區域變量理論作為理論基礎,因此地質統計學在礦產開發、資源開發、動植物研究、地質地貌方面都有著很突出的作用。之所以將它稱作地質統計學是因為,它最早只是應用在地理科學當中。地質統計學的創立最初是由G.Matheron創造的,經過長時間的改造與發展,現在的地質統計學已經成為一門非常完善的數學工具了,而且它的應用也變得越來越廣泛,由最初單純的地理研究,發展到今天在地球物理、地質、生態、土壤等領域的廣泛應用。
二、地質統計學在礦山儲量分析當中的應用
地質統計學是以研究區域化變量為基礎的,以變異函數為研究工具,研究在空間上具有隨機性和結構性的自然現象的科學。地質統計學在礦山儲量分析當中的應用中的原理大致分為以下幾種:1.區域化變量區域化變量是地質統計學理論體系的核心基礎,在實踐中,鉆孔的位置。在絕大多數情況下是不隨機的。當兩個樣品在空間的距離很小時,樣品間會存在較強的相似性,而當距離很大時,相似性就會減弱或不存在。也就是說,樣品之間存在著某種聯系,這種聯系的強弱是與樣品的相對位置有關的,樣品之間的聯系在空間上既具有隨機性又具有位置之間的聯系。2.半變異函數的數學模型通常情況下樣品由于取樣、化驗誤差和礦化作用在短距離內的變化,在絕大多數情況下半變異函數在原點不等于零。也就是會存在塊金效應。但是地質統計學在礦山儲量分析當中的應用在實際工作中區域化變量的變化性很復雜,通常要計算幾個具有代表性的方向,然后通過結構分析,得到一個能代表其空間變異性的模型函數,由于區域化變量往往存在各向異性,不同方向上的半變異函數具有不同的變程,影響范圍是一橢球體,即各向異性橢球體。在確定空間搜索橢球體時,不僅需要指出塊金常數、基臺、變程,還需要指定一些參數:圓錐體的容差角、容差限、滯后距等,各個參數的意義用幾何圖形表示。當然應用地質統計學法對礦山儲量分析,被大部分人認為是一種較好的品位估值方法,尤其適用于品位變化大,礦巖界線由品位控制的礦床。在估值計算過程中,當有了足夠的地質鉆孔數據時,對礦床進行正式可行性評價時,選用地質統計學法是一種較好的方法,而在對礦床進行初步評價或是數據量不足時,就要首選較簡單的方法。基于地質統計學原理和礦體三維可視化建模技術的DIMINE礦業軟件,實現了按照不同的邊界品位動態圈定礦體,能夠以市場經濟為向導,快速計算出礦體范圍內的礦石量,并進行儲量分級,在此過程中所得到的各中間參數,可以為投資決策和日常管理提供必要的參考依據。
三、地質統計學在勘探網度優化方面的應用
地質統計學在勘探網度優化中的應用主要要注意以下的兩個個因素,其一是:構造復雜程度;二是煤層的穩定性。當勘探區的構造已經經過,詳細的勘探,構造問題基本解決之后,勘探網度優化主要的問題就是煤層的穩定性。當一個煤田有兩種或者是兩種以上的煤層穩定結構時、應該按照儲量和厚度占有優勢的那一個煤層類型選擇勘探網度的優化。應用地質統計學的方法對露天的在勘探網度進行優化,主要要分為兩個步驟:其一是建立地質變量的最佳理論變差函數;其二是應用地質變量的估計方差評價勘探過程對礦床的控制程度。
四、結語
本文詳細論述了地質統計學的概述、地質統計學在礦山儲量分析當中的應用、以及地質統計學在勘探網度優化方面的應用,通過對以上問題的論述,我們更加清晰的認清了地質統計學以及地質統計學在固體礦山中的應用。就目前的情況而言,我國對地質統計學的認識還是不夠充分的,大多數都將地質統計學看做一門非常復雜的科目,所以沒有去進行深入的研究,所以,我國的地質統計學還處在一個非常初級的階段,地質統計學的作用也難以在我國發揮出來。由于我國的地質狀況非常復雜,與外國的地質狀況非常不同,主要體現在:地質類型多、地質結構復雜、多高山、少平原、礦產資源豐富。因此地質統計學在我國的發展既有機遇同時也存在著挑戰。總而言之,地質統計學在我國的研究是非常有意義的,但是因為各種條件的限制,我國在地質統計學上的發展還是不夠完善,而且現在的地質統計學的應用不單單只限于地理科學方面的研究,它在各個領域都是有所涉及的,如環境科學、農田水利、氣象、林業、海洋等領域均已涉及,因此,發展我國的地質統計學是現在非常重要的任務,因為地質統計學的高速發展有利于我國國民經濟的快速發展,也有利于解決我國資源緊缺的問題。隨著應用領域的不斷擴大和方法本身的不斷完善,地質統計學已逐步方展成一個通用的工具性科學。也希望我國能夠通過地質統計學固體礦山中的應用中有很大的進步。
作者:馮艷娟 單位:河北省地質礦產勘查開發局第四地質大隊