數字礦床是對真實礦床及其相關現象的數字化重現及認識。數字礦床的核心思想是用數字化的手段整體地解決礦床及其與空間位置相關信息的表達與知識管理。數字礦床是地質科學與計算機科學高度結合、礦床信息的處理與表征高度統(tǒng)一的新的處理礦床信息的思想,具有較強的理論與實踐意義。本書根據作些年的研究成果,借助Micromine軟件,對廣西大廠錫礦、云南個舊錫礦、甘肅金川鎳礦等大型礦山的部分礦行了數字礦床實現,并在數字礦床實現過程中,開發(fā)了一些用于數字礦床系統(tǒng)的接口軟件。隨著數字礦床研究的深入和實踐的不行,對數字礦床的認識也會越來越深,它的應用也會越來越廣。
地質學是一門產生于生產實踐的古老學科。傳統(tǒng)的地質學在研究地質體的漫長歷史過程中,采用的研究方法主要是描述歸納法。這種方法適應了古老的地質學的需要。隨著社會生產力的提高,是到了pan style="font-family: 宋體;">世紀末至20世紀初代工業(yè)的興起與發(fā)展,對礦產資源的需求大幅度增加,礦業(yè)已開始作為一種產業(yè)獨立于社會之中。社會展把地質學從單純地研究地質客體轉向以發(fā)現礦產資源為己任。
但在地質學的研究方法上,并沒有實質性的突破,仍不能適應社會化生產對礦產資源需求量增加的需要,研究方法本身的局限性也限制了地學的發(fā)展。古老的地質學,為適應社會展的要求,代自然科學,如生物學、物理學、化學、力學及數學等結合,使地質學在理論及方法上均有很大步,應運而生的古生物學、地層學、地球物理學、地球化學、地質力學等新的地質邊緣學科形成代地質學,推動了整個地球科學的迅速發(fā)展。
由此,地質學家們尋求到了新的出路和新的方法,建立模型的方法來研究地質問題。我國地質工作者在礦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,積累了豐富的研究資料。陳毓川、朱裕生的《中國礦床成礦模式》pan style="font-family: 宋體;">、裴榮富的《中國礦床模式》2匯集了我國主要礦種的一些重要礦床的地質概念模型。
有了對礦床模式的認識后,人們在礦產資源勘探中,又逐漸將注意力放在礦床資源信息的定量化表達上來。在處理日益增多的大量地質信息(數據)時,傳統(tǒng)研究方法對各種地質體在時間、空間的變化行定量評價等方面,存在很大程度的限制。而運用數學方法來建立模型,逐漸成為解決這些問題的主要方法。
地質科學研究的對象括各種地質體或地質現象,普遍地受概率法則支配或影響,也就是說,地質現象、地質過程及其產物大多可視為隨機事件,而各種地質觀測結果則具隨機變量性質。于是,地質學家開始把精力集中在傳統(tǒng)統(tǒng)計學(經典統(tǒng)計學)與地質學的結合上。20世紀50年代初,研究者們開始發(fā)現并認識到應該把地質領域中隨機變量的研究與其空間位置和變量的空間變化關系聯系起來。
在地質領域中,對地質數據處理和解釋已逐漸擴展為對地質資料的解釋推斷。要處理大量數據,離開了計算機,人工是無法實現的。20世紀60年代初,數學及電子計算機與地質學相結合,形成了數學地質學。數學地質是定量研究各種地質事件發(fā)展的內在規(guī)律及空間形式的科學。具體地說,數學地質是以解決地球科學各個領域存在的問題為目的,以地質學理論為基礎,以數學為主要方法,以計算機為主要工具,對控制和影響地質事件的復雜因行定量的研究,從而揭示并解釋地質事件內在規(guī)律和空間分布特征的科學。數學地質的出現,減少了地質及采礦工作的盲目性及冒險性,使定量預測礦產資源成為可能,提高了找礦勘查及礦產開采的經濟效益。
地質統(tǒng)計學是數學地質領域內一個發(fā)展迅速,而且有廣闊應用前景的獨立分支。它的基本思想是195pan style="font-family: 宋體;">年由南非地質工程師D.G.克立格(D.G.Krige)提出來的,后經數學地質學家G.馬特隆(G.Matheron)完善而逐步成熟[3]。
在數學地質領域中,地質統(tǒng)計學是較為活躍的一個分支,它研究那些既有隨機性又有結構性的變量,即區(qū)域化變量的空間分布規(guī)律。地質統(tǒng)計學經過幾十年的發(fā)展,已初步形成了一套較完整的理論體系和基本工作方法,成為一門應用廣泛、富有經濟實效的學科。地質統(tǒng)計括了線性地質統(tǒng)計學、非線性地質統(tǒng)計學、參數地質統(tǒng)計學、非參數地質統(tǒng)計學、多元地質統(tǒng)計學、時空域多元信息地質統(tǒng)計學、分形地質統(tǒng)計學等多個分支[+5]。地質統(tǒng)計學不僅能解決找礦勘探、礦體圈定、儲量計算、采礦設計等問題,還能表征和估計其他自然科學問題。地質統(tǒng)計學不再局限于二面及三維空間,已延伸到所有的時空領域,它在石油地質、第四紀地質、地層學、生物學、生態(tài)學、巖石學、地球化學、構造地......