对铜矿潜力预测中模糊逻辑法的应用分析

摘 要：随着找矿难度的增大，成矿预测研究对成矿潜力和勘查工作的指导作用越来越重要。“三江”成矿带以其独特的地质构造和丰富的矿产资源而闻名世界，云南中甸地区是我国近年来寻找斑岩铜矿取得重大突破的铜矿富集区之一。本文通过模糊逻辑法在中甸地区铜矿潜力预测法的应用进行分析，介绍模糊逻辑的基本原理，并简略阐述应用模糊逻辑法分析云南中甸铜成矿规律和铜矿潜力的步骤与方法，以期为进一步研究与预测云南中甸地区铜矿潜力提供技术支持与科学依据。

关键词：机床；高速切削；稳定切削

关键词：模糊逻辑；隶属度；矿产潜力图；中甸地区

中图分类号： P61 文献标识码：A

1、模糊逻辑法在矿产潜力预测中的必要性

云南中甸岛弧是我国西南三江中段义敦岛弧南端，因印支晚期甘孜-理塘板块向西俯冲成型。岛弧区内地质结构适于矿产资源富集，是我国重要铜矿成矿地带。最新研究显示，中甸岛弧区是我国重要的斑岩铜矿藏区。因此，在此区域进行勘查，寻找和定位、预测矿藏潜力意义十分重大。

模糊逻辑理论由美国控制论专家、数学家扎德于上世纪70年代中期首先明确其概念与含义，随后模糊理论逐渐成熟，该方法被应用到许多学科领域。随着GIS技术的逐渐成熟，近年来，模糊逻辑理论结合遥感，地质，地球物理，地球化学等地学领域，已经成为地质学的新方法。

除裂谷、峭壁等跳跃性地质结构外的山水田园等地形地貌常常具有连续性，因而，指定区域内的地理信息数据反映到数据上常常具有连续性。然而，目前所采用的地理信息定量分析模型都使用二值法。这种方法常将地质数据进行简单概括，并按照一定的规则要求重新加以分类，地质数据在归类过程中，要么归类为0，要么归类为1，并用这些数据构成二值分布图。这种概括和重分类的方法，使地图因为数值的明确性而变得直观，易懂，数据操作也变得相应简单。然而，在这个过程中，许多有价值的信息也会因非此即彼的分类方法删除而丢失；并且，重分类过程中，分类的依据是以往的经验数据或信息，而随着GIS技术的采用，许多信息都可以被获取，但这些信息多数都成了有待深入挖掘的有效信息。

2、模糊逻辑法原理

布尔逻辑规定其取值在普通集合范围内，并确定在其条件范围内的命题取值不是逻辑真值(1)就是逻辑假值(0)，只有这两种取值结果。而模糊逻辑模拟的命题的真实性和可靠度，只是在一定范围内的命题真实性，该方法中命题的取值从属于逻辑真值(1)和逻辑假值(0)范围内。同时，数值的大小表示命题接近真实的程度，即隶属度。模糊逻辑可看做是运用无穷连续值的模糊集合，去研究模糊性对象的科学，因此，应用模糊逻辑更能良好地拟合地质数据的连续性。

预判云南中甸地区铜矿矿产潜力，其模糊预测模型的前提假设为：① 地质研究者在云南中甸地区已经做过详细的地质工作，并存在用于构建模型的足够的相关基础数据；② 数据具有必要可靠性；③ 位于该区域的已知矿脉成因和特征已经成为确定信息和经验前提，或者可以根据类似地质条件或成矿因素来推断。

这些已知的输入前提条件是模糊逻辑模型成立所必须的基本假设。在此基础上，我们才能够构建用于矿产潜力预测的实用模型。

例如，我们利用已知的确定的云南中甸地区矿藏勘探地质数据、遥感数据、地理数据等信息，即可以作为已知输入变量的信息，构建证据图层，其中某一因素，如航磁解译数据为X证据图层，它从属于证据图层所有已知输入变量Xi，(i=1，2，3，…，n)集合，这个图层有m个级别，定义为Xij ( j=1，2，3，…，m)，从而证据图层X的n个模糊集Ai (i=1，2，3，…，n)可定义如下：

A=(Xij，μA)Xij∈Xi （1）

这里，隶属度函数μA模糊分界为0.5，证据图层的隶属度在0与0.5之间，表明当Xij对成矿不利；反之，Xij对成矿有利；而当μA正好等于0.5时，Xij对成矿有利与否，需要另行判定。

在此基础上，我们可以应用齐默尔曼描述的模糊集算子对所有模糊集Ai进行综合，生成一个综合的模糊集F：

在此式中，∑表示模糊集操作，它包含了判断区域成矿潜力所需的有利条件。

3、应用模糊逻辑法对已知变量模糊化

模糊逻辑建模受知识驱动，即模型依赖于建模者的主观认知和知识经验。在充分掌握中甸地区地质基础数据的基础上，应用GIS技术将基础数据转化为多层证据图层，我们应用下面的隶属度函数对证据图层变量进行模糊化处理，其过程依据下式：

在这个式子中， a为函数的斜率，b为函数曲线明显拐点；Xij是第i个证据图层的第j个级别，可以用xij=wi・wj计算，其中wi是第i个证据图层的权重值，wj是证据图层内第j个级别的权重值。

这里，我们可以设定，依据专家和学者的知识与经验主观评估有利度，可以将证据图层定义为1-10个级别，有利权重值从10到1递减，且权重值分配应遵循等距原则。然后，可以根据证据图层级别数字的大小，即其对成矿影响重要性，我们赋值方法给证据图层赋予相应权重值。

接下来，我们需要进行模糊综合。而在进行模糊综合过程中一般需要就模糊与、模糊或、模糊代数和、模糊代数积和伽马五个算子进行综合计算。在此基础上的综合操作，需要将模糊化的集合综合到以下集合之中：

F：[0，1]n[0，1] （4）

基于以上原理和步骤，通过综合已知输入条件，我们就能够依据各算子与0.5比较，从而推测相关矿藏信息的真实性和相关性。再利用GIS技术和计算机技术，将成矿潜力在地理图上模拟出来。

4、中甸地区铜矿潜力预测方法分析

在研究区地质背景清楚，中甸地区识别标志和证据图齐备的条件下，我们首先进行中甸地区已知地质数据变量模糊化。

模糊综合过程中，不同的操作算子反应不同的标准，而模糊算子的选择是主观的，主要是根据综合后预测效果来决定。通过预测结果，可以对比已知矿点的分布模式与预测矿点分布模式相近与否，对预测效果进行初步验证。

但是，我们知道，对模型检验最好的方法是用新发现的矿床来检验预测效果。然而，这种方法需要资金和时间。因此，研究者给出了一些可以实施的模型验证方法。如对比其他预测方法的预测结果。

应用模糊逻辑法预测云南中甸地区铜矿潜力，这种方法是切实可行的，它为我们提供了一个强大而灵活的理论依据；在中甸地区应用模糊逻辑模型，能够圈出的潜力区面积，并对照已知矿床检验方法的有效性。在此区域应用模糊逻辑模型结合GIS技术、遥感信息与计算机技术能够预判该区域潜在矿藏区，然而，我们必须对模型加以检验，才能使之具有更好的应用性。

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