本發(fā)明涉及地球信息科學(xué)，具體為一種快速圈定錫礦找礦靶區(qū)的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在礦產(chǎn)勘探領(lǐng)域，錫礦作為重要的金屬資源，其探測與評估一直是地質(zhì)學(xué)研究的重點(diǎn)。傳統(tǒng)的錫礦勘探方法多依賴于地質(zhì)調(diào)查和經(jīng)驗(yàn)判斷，通常通過對已知礦床的分析以及周邊地區(qū)的地質(zhì)特征進(jìn)行評估。這些方法雖然在歷史上取得了一定成效，但由于其主觀性和局限性，往往無法全面揭示潛在礦區(qū)的真實(shí)情況。

2、傳統(tǒng)的勘探手段，如經(jīng)驗(yàn)性判別和有限的地質(zhì)調(diào)查，這可能導(dǎo)致對潛在礦區(qū)的評估不夠全面。同時(shí)，許多方法缺乏對空間分布特征的深入分析，無法有效利用地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，從而限制了對錫礦潛力的準(zhǔn)確識別。此外，傳統(tǒng)方法在數(shù)據(jù)采集和分析方面的效率較低，難以在短時(shí)間內(nèi)獲得高質(zhì)量的勘探結(jié)果。因此，開發(fā)一種系統(tǒng)化、快速且高效的錫礦靶區(qū)圈定方法顯得尤為重要，能夠?yàn)榈V產(chǎn)資源的可持續(xù)開發(fā)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

3、現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足：

4、隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)代勘探技術(shù)逐漸引入了地球化學(xué)分析和地理信息系統(tǒng)等先進(jìn)手段。通過對土壤和巖石樣品的詳細(xì)分析，研究者能夠獲得更為準(zhǔn)確的元素分布和豐富的地質(zhì)信息。然而，現(xiàn)有技術(shù)仍然面臨一些挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)處理效率低、樣品采集的不均勻性，單方面地分析土壤和巖石樣品的物理特性，以及對空間分布特征的分析不足，這些因素都限制了對潛在錫礦靶區(qū)的快速識別和評估。

5、在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對本公開的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種快速圈定錫礦找礦靶區(qū)的方法及系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、一種快速圈定錫礦找礦靶區(qū)的方法，具體步驟包括：

3、步驟1：將現(xiàn)有錫礦設(shè)定為目標(biāo)區(qū)域，在每個目標(biāo)區(qū)域內(nèi)均勻地標(biāo)定n個取樣點(diǎn)，挖掘取樣點(diǎn)的表層土壤和巖石作為樣品，并記錄樣品的地理位置、巖石類型、礦床類型和地貌地形數(shù)據(jù)；

4、步驟2：分析樣品地貌地形數(shù)據(jù)，生成地形復(fù)雜度指數(shù)，并結(jié)合樣品的巖石類型和礦床類型，獲取樣品的綜合指標(biāo)；

5、步驟3：通過激光剝蝕-電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)獲取目標(biāo)區(qū)域樣品的地球化學(xué)數(shù)據(jù)，所述目標(biāo)區(qū)域樣品的地球化學(xué)數(shù)據(jù)包括錫、銅、鉛、鋅元素的濃度，并計(jì)算每個元素的相對豐度；

6、步驟4：計(jì)算所有樣品的相對豐度均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，對每個元素的相對豐度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，將標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)整合為數(shù)據(jù)集，并劃分為訓(xùn)練集和驗(yàn)證集；

7、步驟5：基于地理信息系統(tǒng)分析空間分布，構(gòu)建空間分布模型，輸入訓(xùn)練集中的每個元素的相對豐度，結(jié)合樣品的綜合指標(biāo)，獲取每個元素的空間自相關(guān)指標(biāo)作為標(biāo)簽，對空間分布模型進(jìn)行驗(yàn)證；

8、步驟6：根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的地貌地形數(shù)據(jù)篩選出待測區(qū)域，獲取待測區(qū)域的樣品并采集相關(guān)數(shù)據(jù)輸入至空間分布模型中，將預(yù)測的空間自相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行排序，篩選具有高錫礦潛力的靶區(qū)。

9、進(jìn)一步地，選擇已知錫礦分布的區(qū)域，利用地理信息系統(tǒng)軟件，繪制目標(biāo)區(qū)域的邊界，采用格網(wǎng)取樣法進(jìn)行系統(tǒng)取樣，挖掘每個取樣點(diǎn)上0-10厘米深的表層土壤和巖石作為樣品，收集50克樣品，標(biāo)定第n個樣品的位置為n(x,y)，x為該位置的緯度，y為該位置的經(jīng)度，基于巖石類型確定巖石類型指數(shù)，并基于礦產(chǎn)類型確定礦床類型指數(shù)，所述巖石類型包括花崗巖、變質(zhì)巖、火山巖、石英巖和沉積巖，所述礦床類型包括熱液礦床、巖漿礦床、變質(zhì)礦床、沉積礦床、火山石礦床、砂礦床，地貌地形數(shù)據(jù)包括該區(qū)域的等高線和地形線數(shù)據(jù)，等高線的具體數(shù)據(jù)為等高線密度、等高線對應(yīng)的最高點(diǎn)高度和最低點(diǎn)的高度，地形線的具體數(shù)據(jù)為地形線的密度、地形線對應(yīng)的最高點(diǎn)高度和最低點(diǎn)的高度。

10、進(jìn)一步地，獲取樣品的綜合指標(biāo)所依據(jù)的邏輯為：

11、獲取等高線密度所依據(jù)的公式為：

12、

13、其中，di為第i個樣品所在區(qū)域的等高線密度，mi為第i個樣品所在區(qū)域等高線數(shù)量，li為第i個樣品所在區(qū)域的周長；

14、獲取地形線密度所依據(jù)的公式為：

15、

16、其中，fi表示第i個樣品所在區(qū)域的地形線密度，lfi為第i個樣品所在區(qū)域地形線的總長度，ai為第i個樣品所在區(qū)域的面積；

17、獲取地形復(fù)雜度指數(shù)所依據(jù)的公式為：

18、

19、其中，si為第i個樣品所在區(qū)域的地形復(fù)雜度指數(shù)，為第i個樣品所在區(qū)域的地形線最高點(diǎn)高度，為第i個樣品所在區(qū)域的地形線最低點(diǎn)高度，為第i個樣品所在區(qū)域的等高線最高點(diǎn)高度，為第i個樣品所在區(qū)域的等高線最低點(diǎn)高度；

20、獲取樣品的綜合指標(biāo)所依據(jù)的公式為：

21、qi＝ω1*rqi+ω2*oqi+ω3*si

22、其中，qi為第i個樣品的綜合指標(biāo)，rqi為第i個樣品的巖石類型指數(shù)，oqi為第i個樣品的礦床類型指數(shù)，si為第i個樣品地形復(fù)雜度指數(shù)，ω1、ω2、ω3為權(quán)重系數(shù)，ω2>ω1>ω3且ω1+ω2+ω3＝1。

23、進(jìn)一步地，計(jì)算每個元素的相對豐度所依據(jù)的邏輯為：

24、使用激光剝蝕儀器，通過激光束對樣品表面進(jìn)行剝蝕，產(chǎn)生氣溶膠，氣溶膠通過導(dǎo)管引入到電感耦合等離子中，在高溫下離子化，通過測量不同離子的質(zhì)荷比，并根據(jù)特定的峰強(qiáng)度來計(jì)算元素的濃度；使用標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行元素濃度的定量分析，通過測量已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)樣品，建立濃度與相應(yīng)質(zhì)譜信號強(qiáng)度的關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)曲線所依據(jù)的具體公式為：

25、y＝δx+b

26、其中，y為質(zhì)譜信號強(qiáng)度，x為已知濃度，δ為斜率，表示每單位濃度變化引起的信號變化，b為截距，表示在濃度為0時(shí)的信號；

27、獲取各元素的相對豐度所依據(jù)的具體公式為：

28、

29、其中，將樣品中的錫元素、銅元素、鉛元素和鋅元素分別標(biāo)號為1,2,3,4，并將第i個樣品中第a種元素的濃度標(biāo)定為a∈[1,4]，為第i個樣品中第a種元素的相對豐度。

30、進(jìn)一步地，對各元素的相對豐度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理所依據(jù)的具體邏輯為：

31、獲取各元素的相對豐度均值所依據(jù)的公式為：

32、

33、其中，為第i個樣品中元素相對豐度的均值，n為元素的個數(shù)，這里為4；

34、獲取相對豐度的標(biāo)準(zhǔn)偏差所依據(jù)的公式為：

35、

36、其中，σi為第i個樣品相對豐度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，n為元素個數(shù)，這里為4；

37、對各元素的相對豐度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化所依據(jù)的公式為：

38、

39、其中，為第i個樣品中元素a的相對豐度標(biāo)準(zhǔn)化后的值。

40、進(jìn)一步地，獲取每個元素的空間自相關(guān)指標(biāo)所依據(jù)的公式為：

41、

42、其中，ii為第i個樣品的空間自相關(guān)指標(biāo)，n為樣本數(shù)量，w為權(quán)重總和，η1為相對豐度的空間權(quán)重，η2為綜合指標(biāo)的空間權(quán)重，η1>η2>0。

43、進(jìn)一步地，篩選具有高錫礦潛力的靶區(qū)所依據(jù)的邏輯為：

44、通過與目標(biāo)區(qū)域的等高線密度，等高線高度差、地形線密度和地形線高度差相比較，若總差值低于預(yù)設(shè)的相似性閾值，則將該區(qū)域設(shè)為待測區(qū)域，若總差值高于預(yù)設(shè)的相似性閾值，判斷該區(qū)域?yàn)榉谴郎y區(qū)域；

45、采集待測區(qū)域的樣品，分為n份，計(jì)算待測樣品的綜合指標(biāo)和元素的相對豐度值，并輸入至空間分布模型中，將預(yù)測的空間自相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行排序，標(biāo)定排序前三的空間自相關(guān)指標(biāo)對應(yīng)的樣品所在區(qū)域?yàn)榫哂懈咤a礦潛力的靶區(qū)。

46、本發(fā)明另外還提供一種快速圈定錫礦找礦靶區(qū)的系統(tǒng)，所述快速圈定錫礦找礦靶區(qū)的系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)上述的快速圈定錫礦找礦靶區(qū)的方法，包括：

47、樣品采集模塊，用于將現(xiàn)有錫礦設(shè)定為目標(biāo)區(qū)域，在每個目標(biāo)區(qū)域內(nèi)均勻地標(biāo)定n個取樣點(diǎn)，挖掘取樣點(diǎn)的表層土壤和巖石作為樣品，并記錄樣品的地理位置、巖石類型、礦床類型和地貌地形數(shù)據(jù)；

48、地貌特征分析模塊，用于分析樣品地貌地形數(shù)據(jù)，生成地形復(fù)雜度指數(shù)，并結(jié)合樣品的巖石類型和礦床類型，獲取樣品的綜合指標(biāo)；

49、地球化學(xué)數(shù)據(jù)獲取模塊，用于通過激光剝蝕-電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)獲取目標(biāo)區(qū)域樣品的地球化學(xué)數(shù)據(jù)，所述目標(biāo)區(qū)域樣品的地球化學(xué)數(shù)據(jù)包括錫、銅、鉛、鋅元素的濃度，并計(jì)算每個元素的相對豐度；

50、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，用于計(jì)算所有樣品的相對豐度均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，對每個元素的相對豐度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，將標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)整合為數(shù)據(jù)集，并劃分為訓(xùn)練集和驗(yàn)證集；

51、空間分布模型構(gòu)建模塊，用于基于地理信息系統(tǒng)分析空間分布，構(gòu)建空間分布模型，輸入訓(xùn)練集中的每個元素的相對豐度，結(jié)合樣品的綜合指標(biāo)，獲取每個元素的空間自相關(guān)指標(biāo)作為標(biāo)簽，對空間分布模型進(jìn)行驗(yàn)證；

52、潛力靶區(qū)篩選模塊，用于根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的地貌地形數(shù)據(jù)篩選出待測區(qū)域，獲取待測區(qū)域的樣品并采集相關(guān)數(shù)據(jù)輸入至空間分布模型中，將預(yù)測的空間自相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行排序，篩選具有高錫礦潛力的靶區(qū)。

53、在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明提供的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

54、本方法通過系統(tǒng)化的樣品采集和分析流程，顯著提高了錫礦靶區(qū)的圈定效率和準(zhǔn)確性。利用激光剝蝕-電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)獲取的地球化學(xué)數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)地貌地形指數(shù)和巖石類型等綜合指標(biāo)，能夠更全面地反映目標(biāo)區(qū)域的礦產(chǎn)潛力。通過空間分布模型的建立和驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了對高潛力靶區(qū)的科學(xué)識別，避免了傳統(tǒng)方法中對經(jīng)驗(yàn)的過度依賴。此外，利用地理信息系統(tǒng)的空間分析能力，可以深入挖掘樣品間的空間自相關(guān)性，提升了預(yù)測的準(zhǔn)確度。這不僅為快速決策提供了數(shù)據(jù)支持，也為后續(xù)的勘探工作奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，具有良好的應(yīng)用前景。