数学方法在矿产地质勘查工作中的应用

吕绍玉

（贵州省地矿局一一三地质大队，贵州 六盘水 553000）

数学方法在实际生活当中，随处可见，科学技术的更新与发展离不开数学方法和思维，随着数学研究领域不断扩大，也使得矿产地质工作与数学方法之间越来越密切。在矿产地质工作中，许多步骤环节都会应用到数学方法，同时也能够大幅度提高整体工作效率和质量，节省材料成本和时间，并且大幅度减少相关工作人员的实际工作量，受到了从业人员的广泛重视。文章就一些常用的数学方法在地质工作中的具体应用进行了简要分析，希望可以为相关从业人员提供些许借鉴。

1 一般数学统计分析方法在矿产地质工作中的应用

矿产地质工作实际开展过程中，可以充分运用概率分析方法，对地质实践进行全面观察及预测，可采用贝叶斯公式等方法进一步勘查和预测实际工作当中存在的安全隐患和风险，并及时采取相应的措施加以预防，这样也能够最大程度上避免在整个勘探工作中出现危险事故，减少财产损失以及人员伤亡，有效提升固体矿产或油气勘查工作的可靠性与精准性，也促使固体矿产或油气地质勘查工作与数学方法之间的相互协调，充分发挥数学方法的作用和价值，同时也使得地质勘查与经济学之间相互融合，通过数学量值呈现具体的评价结果。目前，国内矿产地质工作在实际开展过程中，最为常见的数学方法主要有单变量统计与多元统计两种分析方法，前者比较适用于表达两个不同变量间的关系，如信息量以及单因素方差的计算与分析，多元统计分析多适用于多项随机变量相关分析研究过程中，有助于研究者从多个角度进行深入分析，进一步阐述不同变量之间的联系，如回归分析、方差分析等方法。目前，矿产地质工作实际开展过程中最为常用的是克里金数学方法，该统计方法能够针对矿产地质工作开展过程中的矿产存储量、矿石的具体位置以及可能存在的误差等进行科学合理的估算和预测，再比如，矿产地质构造的周期性变化趋势分析、金属矿体矿段或油气水层勘探划分工作等都可以采用该数学方法，能够达到事半功倍的效果[1]。

2 特殊数学统计分析方法在矿产地质工作中的应用

目前，相关工作人员主要是以数据点群中心为参照，根据数据的具体离散情况，进行统计分析，这样也能够最大程度上清晰直观的呈现矿产的地质环境状况，采用该方法也能够对实际情况进行有效控制，并减少实际情况和统计分析间存在的误差与偏离，最大程度上减少因为矿产分布存在差异性，导致数据统计结果之间出现较大误差，造成更加严重的问题。因为矿产地质工作在实际开展过程中，需要对定性以及定量等不同方面都要进行深入全面的分析与研究，所以，采用定向数据统计方法具有重要的现实意义，如水流方向研究、通过实践研究得出，定性数据统计分析过程中，是不需要具体数值为基础参照的，但是会更加注重研究对象性质之间存在的差异，当研究重点更加侧重于具体数值情况下，便出现了定量统计方法[2]。

3 数学模型在矿产地质工作中的应用

通过建立数学模型，在没有随机成分的情况下，进一步研究与分析具体因果关系，可采用指数方程进一步明确矿产地质工作开展中，空隙率与深度之间存在的联系，当矿产地质工作中已经陆续检测出了三氧化二铬的数据信息，并全面了解不同含量之间的联系，这个时候可采用数学模型进一步深入分析和表达两者之间的关系。

4 质过程的数学模拟

矿产地质工作属于长期系统性的工程，且地质系统往往要经过长期的发展与演变，在实际工作中，可以有效利用数学模拟方法对一些矿产地质状况以及发展历程进行真实全面的反映，从而再现地质演变过程，这样也能够为相关研究工作的有序开展及效率提供基础依据以及科学的方法，同时也有助于改善在地质工作中，人们对于材料技术以及实验方法的依赖，通过数学模拟，也能够将整个演变过程真实直观的呈现在研究人员的面前，数据信息也相对更加的具体化。如高温高压环境下，岩石当中的性能发生变化，边界层之间进行能量转化相关研究过程中，都是可以充分利用计算机信息技术以及数学方法对相关地质状况以及演变过程进行生动形象的模拟，这些功能及达到的效果是传统研究分析工作以及实验无法达到的效果，也是不可能完成的。目前，计算机信息技术与数学方法被广泛应用于矿产地质勘察与研究工作中，也使得地理理论知识与数学方法之间有效融合在一起，这样的统计分析方法也被广泛应用于地质工作当中，随着方法不断的更新与演变，类型也在不断增加，甚至超过了30 种以上，如特尔菲法、埃德曼法等，随着计算机信息技术的快速发展与普及，以数学计算方法为基础，通过计算机技术辅助矿产地质工作的开展，有助于提升指挥工作的整体效率，真实全面的呈现出矿产地质环境、土壤分布、地形状况以及区域地貌等相关信息，同时也能够最大程度上保障具体结果的真实性与可靠性，通过计算机技术也能够真实精准的反映该区域的整体地质环境全貌，并且对相关研究人员提供真实精准的数据支撑[3]。

5 矿产的统计预测

近年来，随着科学技术的快速发展，数学方法在各个领域当中都有应用，矿产地质工作自然也不例外，可以通过数学方法预测一些矿产方面相关工作，如可采用统计决策方法对矿产进行预测，通过计算概率，明确矿产的具体位置。以我国南方某个地区的火山岩盆底为例，采用统计决策方法对铁矿进行预测，该区域受到大断裂以及破碎带控制的影响，整体构造非常复杂，在该地区地质发展与演变过程中，曾经发生过比较频繁的火山活动，火山喷发主要分为四个阶段，整个厚度在2 千公尺以上。该区域之内已经探明8 个矿点与铁矿床，而铁矿预测也能够为之后的勘探工作有序开展提供基础依据和数据支撑。

统计决策属于统计预测方法的一种，统计决策和决策论之间有着密切的联系，策略论主要指的是对于可能发生的情况，采取最优化的对策，统计决策与策略论之间存在一定的区别，即前者重点研究无理智自然状态，后者主要研究的是有理智状态，统计决策方法的基础原理主要是：在进行矿产预测过程中，地质工作者的预测行为也就是策略行动。可以将矿产预测工作当做是地质工作与矿产状态间的对策问题，应当结合实际情况，建立三种空间之间的联系，针对具体的准则，确定决策函数，并实施统计预测。采用统计决策方法进行矿产预测整个过程为：结合实际预测的地质资料当中，选择预测因素，并结合具体数据资料以及准则，建立决策函数，结合决策函数，采取相应的决策或者行动，并完成整个矿产预测统计。在实际工作过程中，很多情况下，会受到资料不完整因素的影响，导致无法有效体现以上预测的过程中，为了保障矿产预测的结果准确性，主要采取矿产概率计算的方法，属于近似计算矿产概率的一种方法。为了进一步预测矿产区域，将整体总面积划分为不同的方格，每一个方格的面积是一定的，并且分布着矿点与矿床，作为已知方格，针对具体的地质特点，并结合相关部门的具体意见，将方格作为无矿已知方格，并且覆盖湖泊与河流，由于不能在方格中及时获取相关地质信息，对预测结果产生影响，可选取其中的120 个方格进行预测。选择其中21 个地质特征值，当存在某特征时记为1，不存在某特征值时应当记为0，但是并非所有的特征值都是存在一定价值的矿产预测因子，为了选择具有一定价值的因子，应当对信息度进行计算，信息度主要指的是在矿产预测当中起到重要作用的某项地质特征，此外，还可用于地质解释。通过计算地质特征值信息度，确定最大特征值，其中有6 个预测区与生产部门通过传统地质方法预测结果一致，而采用统计决策方法发现了新的预测区。

6 矿产地质数据的存储与处理

随着计算机技术的快速发展与普及，可充分采用计算机技术存储、处理相关数据，这也是未来的主要发展方向，当前，电子计算机应用于地质工作中主要分为两个方面：即一般用途以及专门用途的数据系统，后者包括钻孔信息、矿产资源、古生物等，数据系统当中的地质数据表示着不同的地质以及化学变量，并通过相应的程序获取信息数据以及进行自动处理。采用电子计算机能够自动进行地质图的绘制，从而有效提升整体工作效率，当前各类型的地质图都可以进行自动化绘制，从而大大的减少了工作人员的实际工作量[6]。

7 结语

随着计算机技术的快速更新与发展，数学方法被广泛应用于各个领域当中，对各行各业都产生了极大的影响，将其应用到地质工作中，为地质工作的稳步有序开展提供基础保障，同时也极大的提升了工作效率和质量。在不久的将来，地质勘察、数学方法以及计算机技术也会进一步融合，其应用范围也将会不断扩大，通过不断的创新，为我国矿产地质行业的健康稳定发展奠定了良好的基础。