找矿技术方法和地质信息处理
自80 年代以来，矿产地质勘查工作转移到以寻找隐伏矿为主的新阶段。如何正确选用和发展地球物理、地球化学勘查技术方法和将大量的地质物化探数据以及卫星遥感资料进科学、快速处理，提取有用信息，是勘查界极为关注的研究领域。据此，我院（所）找矿技术方法和地质信息处理研究，除完成国家科技攻关项目外，还取得以下显著的科研成果。
1. 地球物理勘查技术方法
80 年代初期，应用物探磁法研究隐伏地质构造与成矿预测。针对数据处理和推断解释的理论性问题，设立了3 个专题，方法理论研究取得突破进展。一是“磁各向异性条件下的磁法勘探正问题及求解方法”，其成果发表在《地球物理学报》(1983 年第l 期)；二是“重磁异常正反演及变换中五个问题的研究；三是“计算复杂三度体磁异常边界元—有限元法”，发表在《地球物理学报》(1985 年第5 期)。这3 个成果，在80年代中期处于国内领先水平，在磁法数据处理和高校教材被广泛应用。90 年代初期，在微机上建立“重、磁异常处理及解释系统”，具有功能多、方法新及使用方便的特点，应用在内蒙大井地区重、磁异常处理解释，取得明显的找矿效果。
物探电法研究，“七五”期间开展了“频谱激电法在黄山铜镍矿区寻找盲矿及评价岩体含矿性的应用研究”、“激电二次场时间特征在异常区分中的应用研究”、“可控源音频大地电磁相应参数异常解释方法”和"八五”期间承担国家自然科学基金项目“可控源音频大地磁测深的边界元模拟与地形校正”，“24 道地震仪研制及其应用”。后来，我院又研制成功具有轻便化、抗干扰、大功率的瞬变电磁测深系统等。这些专题在方法理论研究和应用以及仪器研制方面均取可喜的成果。
动力滑翔机航磁系统以动力滑翔机为载体，整合当前先进的硬、软件技术，进行超低空高精度航磁测量，具有自主、灵活、高效等特点，既可以做常规航磁的异常查证，也可在地面磁测无法工作的景观区进行高精度磁法勘查。近3年来该系统在国内外已完成5000km2的任务，找矿成果突出，取得较大的经济效益和社会效益。同时获得专利3项，培养了一支自主创新团队。
其主要特色：
（1）动力滑翔机航磁系统属于自主创新系统；
（2）相较传统磁测具有低成本、低空、轻便、高效、高精度等优点，既可以进行常规航磁的异常查证，也可以在地形复杂，人文干扰严重地区代替地磁进行大比例尺详查。
2. 地球化学勘查技术方法
地球化学勘查技术方法，是寻找有色金属矿床的重要技术方法手段。70 年代以来，由于找矿难度增大，国内外利用地球化学模式找矿进行广泛而深入的研究。1981～1984 年，由本所负责会同冶金部物探公司和冶金、有色地质系统有关院所、物化探队以及院校等17 个单位，承担冶金部下达的“有色金属矿床地球化学模式～成矿预测及方法研究”项目（1983 年转为有色总公司地质局管理）。
该项目的研究工作，是在有色、冶金地质系统积累的大量化探资料和科研成果的基础上进行综合研究。建立了以斑岩型、矽卡岩型、热液型、层控型等矿床类型为主的铜、铅、锌、钨、钼、锡、锑、金8 个矿种，15 个典型矿床（田）的地球化学异常模式，并探讨了其成矿成晕机理。提交的研究报告，约45 万字，附图154 张。每个模式，总结出地球化学找盲矿和判别矿体剥蚀程度的标志，部分模式提出了地球化学预测的数学模型。
实践表明，运用这些模式为寻找同类矿床（田）、选择最佳化探方法和评价指标等提供了有力依据，并在找矿上取得了明显效果。截止1987 年有两个模式经大量工程验证，取得良好的找矿效果，有6 个模式通过验证也取得较好的找矿效果。为推广应用模式找矿，发挥更大的社会经济效益，1990 年以专著形式由科学出版社出版了《典型有色金属矿床地球化学异常模式》（欧阳宗圻、李惠、刘汉忠主编），深受欢迎，得到同行高度评价。1986 年获有色总公司科技进步三等奖。
此外，在配合矿产勘查和成矿预测工作，开展了成矿区带和某些地区矿种地球化学找矿研究以及方法试验，取得一批可喜的成果。诸如：“赣南脉钨矿床地球化学异常模式及评价指标的研究”（“六五”国家攻关项目专题，1982—1985）、“阿尔泰山南缘多金属矿地球化学异常评价和模式的研究”（“七五”国家攻关项目专题，1987—1990）、“呼盟南部免渡河—根河海相火山岩建造含矿性地球化学研究”（1991—1993）、“区带地球化学异常评价方法研究及靶区优选”（1991—1993）、“包体地球化学找金矿的研究”（1989—1991）、“化探新方法试验研究”（1992—1993）、“区带地球化学异常评价方法研究”（1994）以及地球化学样品中53 个主、次、微、痕元素不同分析手段的配套研究等。
1999 年，我国开展国土资源大调查项目后，我院承担了“得尔布干成矿带北段森林沼泽景观中大比例尺化探方法研究”和“森林沼泽景观区异常查证方法研究”项目，取得了突破性的进展。
在“得尔布干成矿带北段森林沼泽景观中大比例尺化探方法研究”项目上，通过景观－景观地球化学调查和成矿信息提取，对得尔布干成矿带北段森林沼泽区主要成矿元素及伴生元素的表生地球化学特征、元素迁移富集机制、异常形成与分布规律进行了系统研究，为该区中大比例尺化探方法的研究与制定奠定了有利基础。对森林沼泽区土壤、水系沉积物、泥炭沉积物中有机物分布特点及其对元素的吸附机理，对各类介质中元素存在形式及其指示意义进行了研究。认为该区有机质分布普遍且成因复杂，对金属元素的吸附、携带使背景含量增高，形成次生富集异常，可使异常元素组合、相关关系和异常结构发生畸变，浓集中心发生较大偏移，对原有地球化学异常产生较强干扰。相分析表明，样品中成矿元素的硫化物相、氧化物相和自然金属相的含量高是矿异常的标志，对浅部矿有直接指示作用；样品中水溶相、有机络合物相、粘土吸附相和Fe、Mn 吸附相含量高是间接指示标志，需结合多种因素对异常进行综合评价。通过试验研究提出了森林沼泽景观区中大比例尺化探工作程序、工作方法和异常查证评价技术。1/50000 化探工作以水系碎屑沉积物测量为主、沟谷坡积物测量为辅，提出了采样介质、粒级和密度。研制出了适用于该类地区水系沉积物测量的“漂洗采样法”以消除有机质干扰和强化找矿信息。大比例尺化探工作应采用土壤—岩屑测量方法，提出了采样层位、粒级、密度。依据所制定的工作方法在四个地区进行了示范测量，取得了明显效果。在得尔布尔铅锌矿区发现了北部Pb、Zn、Ag 异常，在莫尔道嘎和太平川分别发现了Au、Ag异常和Cu、Mo、Ag 异常。在牛尔河脑对发现的Au、Ag、As、Sb 异常进行了检查和工程验证，已见到金的蚀变矿化岩石，金最高含量达3.5g/t，具有一定找矿前景。上述成果为森林沼泽区景观地球化学研究、中大比例尺化探方法和异常查证技术奠定了基础，将对该类地区矿产资源勘查起重要推动作用。该项研究成果报告经中国地质调查局组织专家评审，定为优秀报告。
在“森林沼泽景观区异常查证方法研究”项目上，提出森林沼泽区存在着以石海、石流坡、岩块、岩石碎屑、水系碎屑沉积物为代表的碎屑介质系列和以粘土、腐殖土、生物遗体形成的各种腐殖质、泥炭、腐泥为代表的富有机质介质系列，两种介质系列分别代表着介质物源原生和表生状态下的地质特征和矿化信息，这两种介质系列同时存在，是森林沼泽区异常成因复杂的主要原因。确定森林沼泽景观条件下，背景地段和矿化地段残坡积层中成矿元素显示出两种不同的分散富集模式，背景地段地表疏松层中成矿元素同下伏基岩相比趋于富集，矿化地段地表疏松层中成矿元素同下伏基岩相比趋于贫化。两种不同的分散富集模式导致异常浓度和异常衬度降低，异常结构和浓集趋势发生较大变化，对土壤异常产生干扰。这是森林沼泽区影响土壤测量效果的主要因素之一。系统研究了矿化地段各类介质中主要成矿元素的次生分散模式、存在形式和运移特点，研究了各种地球化学异常与矿体的空间关系，为中大比例尺化探异常评价提供了依据。通过试验研究确定在掩埋矿地段（多宝山铜矿），运用元素活动态可以提高土壤测量异常衬度（与元素总量相比），对寻找掩埋矿体起到较好的指示作用。在有外来运积物（第三系砂砾岩）覆盖的情况下（东安金矿），运积层上部取－60 目细粒级样品可以检测出Au 异常，对下部矿化有较好指示作用,这一发现为探索运积物覆盖区找矿提供了线索。研究了各类介质中有机质对金属元素吸附富集作用、对化探异常的影响程度和次生富集异常特点，研制了水系沉积物测量运用"漂洗采样法"，可以有效地消除有机质干扰，强化矿化信息。针对各类亚景观区景观特征，研究制定出适用于各类亚景观区1/50000 化探方法和异常查证方法技术。提出水系发育的中低山森林沼泽区采用水系沉积物测量为主、沟谷沉积物测量为辅的方法组合；水系不发育的低山丘陵森林沼泽区和丘陵森林沼泽区采用沟谷沉积物测量作为主要方法；地形起伏小、沟谷不发育的低矮丘陵森林沼泽区、丘陵草甸森林沼泽区采用土壤－岩屑测量方法。此外，在水系发育地区，水化学测量可以有效圈定矿化区。采用研制的中大比例尺化探方法在多宝山铜矿、东安金矿、小西林铅锌矿、天合兴同矿区及外围、碰头岭、吉峰、西陵梯、扎敦河矿化异常区开展方法试验和示范测量，取得预期效果，发现多处有价值的化探异常。
3. 地质信息处理系统
地质资料数据已是浩如烟海，将分散的集中化，零星的系统化，混杂的规格化，用计算机管理已是国内外处理地质信息的必然趋势。本院（所）于1986 年从美国引进的VAX／780 计算机，并以此为基础进行开发研究，建立了功能强、应用广的地质信息系统，即由“物化探数据处理及成图”、“地质物化探图件综合编绘及管理系统”，“成矿区带化探数据库”、“金属矿产资源库”、“多源地学信息综合处理系统”、“生产管理远程通讯”、“微机地学成图”、“地质测绘数据库成图”等系统所组成的，广泛地应用于地质勘查和地质科研工作，取得了一系列的科研生产成果。如“物化探数据处理及成图系统”，自1988 年以来为许多单位处理了2000 多万数据，编绘了数以千计的物化探成果图件，1989 年获有色总公司科技进步二等奖；“地质物化探图件综合编绘及管理系统”，自1990 年以来为用户完成了1000 多幅地质图件编绘，为总局与日本、韩国洽谈合作项目按时编绘了几百幅高质量精美地质图件，颇受称赞，1992 年获有色总公司科技进步三等奖；“成矿区带化探数据库”，存有48 幅1：5 万化探分散流，49 个区带化探综合异常以及400 多个矿床（点）资料，共计100 多万个数据，编制应用程序80 个为用户提供优选异常，确定找矿靶区提供了大量有用信息，1989 年获总公司科技进步三等奖。“国家金属矿产资源数据库系统”，存储全国（台湾省暂缺）52 种金属矿产资源信息，服务于领导决策部门和资源研究，1992 年获有色总公司科技进步三等奖。
“多源地学信息综合处理系统”是本院（所）地质信息一大组成部分。它是以数字图像处理为基础，具有常规数据处理方法不能比拟的直观效果和快速实现遥感、地质、物化探等数据处理，对研究区域地质构造和深部地质结构以及成矿预测等方面，已成为重要技术方法手段，许多国家都积极发展这项新技术。80年代以来开发研究了多种类型地学数据特征信息提取方法和多变量模式分析技术以及综合地学数据微机图像分析软件系统，在完成“六五”、“七五”国家科技攻关项目，为内蒙东部、赣东北、湖南、赣南、滇中等区带找矿取得显著的找矿效果，提供了重要依据。还为广西大厂平桂地区锡矿应用综合地学数据图像分析技术方法，建立找矿预测的组合标志和多变量模式，为在矿山及其外围找矿预测提供了依据，并取得了显著找矿效果，1986 年获有色总公司科技进步四等奖。随后结合宁镇地区以铜为主的多金属矿深部找矿，开发了陆地卫星多波段数据、重力、航磁及化探原生晕多变量数据的模式分析技术，圈定出多金属矿化的可能富集地段和找矿靶区，经验证找到了工业矿体。
“八五”期间，承担了国家计委下达的“地质遥感信息系统”下设的“多源地学信息综合处理系统（MGIPS）”研究，得到国家计委的资助引进了SGI 工作站建在本院（所）。经院（所）内外大力协同，园满地完成了课题研究任务，提交了软件成果。该系统是在SGI-40/30G UNIX 环境下，应用C 语言和FORTRAN-77 语言开发的一个具有遥感图像处理功能，又适用于多源地学信息综合分析的中型软件系统。处理功能较全，能够支持多类型的数据格式，是国内地学应用研究领域具有综合数据处理与分析能力的软件成果，对数据综合工作的开展给出了有力支持。同时，完成了有色地质勘查总局下达的“云南重点成矿区带多源信息图像处理”（1991－1994）的重点科研项目，开展了云南全省、昆阳裂谷和罗武地区及滇东南地区三个层次的多源信息处理和综合解译及成矿预测的工作。首次提供了云南全省重力、航磁的数字化图像，通过综合解译，厘定构造格架，划分了主要成矿区带，特别是新解译出基底的东西向构造，划定昆阳裂谷的边界及内部结构。在罗武和滇东南地区优选出20 余出铜金锡多金属找矿远景区，指出金平地区为具有大型金矿远景一级找矿重点区。大部分的认识被后期找矿勘查所证实。
4. 数学地质
数学地质是地质科学较新的分支学科。它的产生是地质学沿着定量化方向发展的必然趋势。我院（所）根据勘查有色金属矿产资源和地质科研的需要，自80 年代以来，在铜矿资源统计分析及预测、大比例尺统计预测工作方法开发研究、成矿预测定量找矿模式、应用数学地质方法研究矿床地质问题以及克立格法在矿产储量计算中的应用和地质统计学计算矿产储量应用研究等方面开展10 余个专题研究，取得较好的科研成果，在地质找矿工作中起到重要作用，获得有色总公司科技进步奖：二等奖1 项（与“七五”国家攻关课题合得）、三等奖1 项、四等奖1 项。在金属矿床大比例尺定量预测和地质统计学计算矿产储量应用等方面逐步形成了特色，出版两本专著。1982 年本院（所）科研人员与其他单位科研人员合著出版了《地质统计学及其在储量计算中的应用》（地质出版社，1982）。1993 年出版了《金属矿床大比例尺定量预测》（地质出版社，1993），这本专著是有色总公司数学地质中心（挂靠在本院（所））组织有色地质部门从事数学地质工作的有关同志集体编著而成。总结了有色地质部门多年来开展金属矿床大比例尺定量预测工作经验和找矿成功实例，并有方法理论介绍。正如为本书作序的赵鹏大院士所评价的“在中国有色金属工业总公司北京矿产地质研究所组织领导下的大比例尺矿床统计预测研究工作进行得比较深入、系统和完善。称赞“本书内容丰富、阐述清楚、实用性强，是我国数学地质研究的一项重要成果”。与此同时，完成了多项有色地质勘查总局下达的重点找矿科研项目，如“河南熊淆地区金银矿定量找矿预测”和“云南东川铜矿立体定量预测”等。
5. 综合找矿方法技术
近年来，北京矿产地质研究院已初步建立了高分辨率高精度无人机遥感平台、超低空高精度航磁找矿系统、高精度井中三分量磁测系统等，由此集成的“空地一体快速勘查评价技术体系”也逐步成形，特别是其能适应沙漠、戈壁、森林、沼泽等地面行进困难区。
