基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的義縣螢石成礦預(yù)測new

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1、http://www.paper.edu.cn基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的義縣螢石成礦預(yù)測孫祥，楊子榮，趙忠英遼寧工程技術(shù)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，阜新(123000)E-mail：zhaozhongying_zzy@163.com摘要：成礦預(yù)測是一個多因素影響的復(fù)雜系統(tǒng)，本文針對模糊綜合評判方法對于評價因素權(quán)重的確定帶有很大人為因素的缺陷，提出了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法。該方法可以建立在無模型基礎(chǔ)上，自動獲取輸入與輸出的關(guān)系，在專家確定的權(quán)重初始值的情況下，通過網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練確定出最優(yōu)權(quán)重值，這在一定程度上緩解了人為因素的影響。應(yīng)用該方法對義縣螢石成礦遠(yuǎn)景區(qū)進(jìn)行了評價，其評價結(jié)果與實際一致。

2、結(jié)果表明該方法正確，可推廣到其它區(qū)域其它礦種的預(yù)測，但是應(yīng)結(jié)合該區(qū)的實際情況建立控礦因素集和相應(yīng)的隸屬度函數(shù)。關(guān)鍵詞：螢石，成礦預(yù)測，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，義縣，遼寧1.引言遼寧省義縣一帶螢石礦資源豐富，區(qū)內(nèi)成礦條件良好，歷經(jīng)多年普查和勘探，積累了豐富的地質(zhì)、物化探資料，已有中小型礦產(chǎn)地多處，但也和全國其他重要成礦區(qū)一樣，易于發(fā)現(xiàn)的露頭礦、淺部礦和已知礦日趨減少，找礦難度不斷加大。在老礦山深部及外圍尋找礦體是國內(nèi)外大力推行的一種行之有效的做法，既充分利用已有的地質(zhì)、物化探和遙感資料，原有礦山已建成的大量輔助設(shè)施和外部設(shè)施，又有利于所在地區(qū)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。所以，在礦區(qū)深部及外圍進(jìn)

3、行隱伏礦定位預(yù)測具有十分重要的理論研究價值和現(xiàn)實意義。[1-3]在成礦預(yù)測方面，目前有許多傳統(tǒng)數(shù)學(xué)地質(zhì)方法，雖然這些方法也取得了一定的效果并被廣泛應(yīng)用，但因其存在固有的缺點（如對成礦預(yù)測的各項指標(biāo)采用二態(tài)指標(biāo)、三態(tài)指標(biāo)等只能用1、0、-1表示），在一定程度上降低了成礦預(yù)測的準(zhǔn)確性和可信度；其后又有[4]學(xué)者提出了模糊評判方法，該方法對影響成礦預(yù)測的各項指標(biāo)采用隸屬度函數(shù)表示，提高了預(yù)測的準(zhǔn)確性和可靠度，但由于模糊綜合評判方法對于評價因素權(quán)重的確定帶有很大的人[5]為因素，又有學(xué)者提出了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，該方法著眼于人腦的微觀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是一種透過學(xué)習(xí)、自組織化和非線性動力學(xué)理

4、論形成的并行分析方法，在處理與解決問題時不需要建立精確數(shù)學(xué)模型，適合于表現(xiàn)多影響因子的非線性復(fù)雜因果規(guī)律。本文提出的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在建立對象輸入輸出關(guān)系時與傳統(tǒng)數(shù)學(xué)方法不一樣，即它可以建立在無模型基礎(chǔ)上，并利用其較強(qiáng)的學(xué)習(xí)訓(xùn)練特性，自動獲取對象的輸入輸出關(guān)系表達(dá)，還可以將專家的評價語言作為系統(tǒng)的干擾項引入，這在一定程度上緩解了人為因素對預(yù)測結(jié)果的影響。本文即是探討模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法在成礦預(yù)測中的應(yīng)用。[6-8]2.模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型根據(jù)隱伏礦預(yù)測理論、方法和發(fā)展趨勢，考慮成礦往往是受多種因素的控制和影響，并且成礦與其多因素之間是不確定的、復(fù)雜的非線性關(guān)系等

5、特點，綜合利用模糊數(shù)學(xué)中模糊綜合評判理論及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，針對義縣螢石礦深部礦體的成礦因素及特點，建立的隱伏礦定位預(yù)測模型。該方法充分發(fā)揮了專家及模糊綜合評判、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在處理尋找隱伏礦床中所遇到的模糊現(xiàn)象、非線性復(fù)雜行為的優(yōu)勢，對研究區(qū)的礦化程度或成礦有利度的優(yōu)劣進(jìn)行評價，評判條件是與成礦密切相關(guān)的多個控礦因素，如斷裂因素、地層因素、地球物理因素、地球化學(xué)因素等。其具體建模步驟如下：（1）研究區(qū)域典型礦床，確定控礦因素集合U（含m個元素）和成礦遠(yuǎn)景區(qū)集合V（含n-1-http://www.paper.edu.cn個級別）（2）構(gòu)造評價矩陣Rmn。首先對控礦因素集合U的單因

6、素ui作單因素評價,確定ui對礦床級別集合vj的隸屬度rij，這樣就得出第i個因素ui的單因素評判集ri={ri1,ri2,…,rin}。它是評語集V上的模糊子集。這樣m個評價因素的評判集就構(gòu)成了一個總的評價矩陣R。（3）確定控礦因素的權(quán)重集合A（含m個元素）?？氐V因素的權(quán)重是衡量控礦因素集中某一子因素對總評價影響程度相對大小的量，權(quán)重越大，則意味著該因素對成礦預(yù)測的影響越大，反之則小。本文首先通過專家確定權(quán)重初始值，在通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)確定出最優(yōu)值。（4）根據(jù)模糊集合理論，由B=A·R確定綜合評價集合B（含n個元素），再根據(jù)最大隸屬度原則對預(yù)測區(qū)進(jìn)行評價。3.義縣螢石礦礦區(qū)

7、地質(zhì)特征礦區(qū)位于義縣構(gòu)造盆地西部，區(qū)內(nèi)上侏羅統(tǒng)義縣組火山巖大面積出露，長城系大紅峪組、高于莊組及薊縣系霧迷山組白云質(zhì)灰?guī)r局部出露，螢石礦即位于大紅峪組、高于莊組和霧迷山組中。本區(qū)斷裂構(gòu)造主要有NE、NW、EW三個方向，依據(jù)區(qū)域構(gòu)造特點和斷裂所切割的地層可知，它們形成于中生代，屬燕山運(yùn)動的產(chǎn)物，礦區(qū)為一“S”型背斜構(gòu)造，西翼巖層傾向225～260°，傾角25～50°，東翼巖層傾向60～70°，傾角36～40°。褶皺構(gòu)造核部成礦最好，常構(gòu)成鞍狀礦體；斷裂帶附近也可見螢石礦體，系由成礦熱液沿斷裂構(gòu)造活動，在有利的層間脆弱帶部位形成。巖漿活動可以