一种基于多源数据的锰矿勘查系统的制作方法

本发明属于矿产资源勘查，具体涉及一种基于多源数据的锰矿勘查系统。

背景技术：

1、锰矿是我国战略性矿产资源，广泛应用于冶金、化工、新能源等核心工业领域，随着浅表出露型锰矿资源逐步枯竭，勘查工作已转向深部、隐伏、复合型锰矿体，依托地质、物化探、遥感、钻探等多源异构数据开展智能化勘查预测。现阶段多源数据锰矿勘查技术仍存在诸多核心技术缺陷，严重制约深部锰矿勘查精度与工程落地效果。

2、传统多源数据归一化处理完全依赖统计学滤波、均值校准等数学算法，未结合锰矿专属沉积规律、层位赋存特征与构造控矿规则构建地质约束机制，无法区分数据异常是成矿引发的有效异常还是环境、仪器干扰形成的伪异常，极易出现剔除有效找矿信息、保留违背地质规律虚假数据的问题。同时，现有技术缺乏分级数据分流机制，所有数据无差别参与建模，导致基础数据集地质合理性差，从源头降低了成矿预测的可靠性。

3、现有成矿特征筛选方式仅依托纯统计学相关性分析提取特征，未构建成矿过程的因果逻辑约束，无法区分统计关联与地质成因关联，存在大量无机制支撑的伪特征混入模型的问题。同时缺失多尺度地质拓扑关联体系与成矿因果骨架约束，参数学习无明确地质边界，特征贡献度判定精准度低，最终导致成矿评价模型拟合性差、泛化能力弱。

4、当前主流成矿预测技术为单一单向反演预测模式，存在严重的技术短板：一是仅能生成单一的成矿预测结果，忽略地质勘查的多解性特征，无法覆盖多种地质解释方案，易造成矿体漏判、误判；二是缺失多物理场正演验证闭环，模型预测结果仅依靠数据拟合得到，未经过物理机理验证，极易出现过拟合现象，生成看似精准但脱离实际地质条件的虚假预测结果；三是无法实现残差误差的溯源解耦与敏感度分析，不能精准识别模型误差、构造简化、覆盖层干扰等不同诱因的预测偏差，无不确定性量化能力，预测结果可信度无法判定；四是传统贝叶斯推断多采用单一先验模型，未结合多场景地质构型特征，无法适配锰矿复杂的成矿地质条件。

5、综上，现有锰矿勘查技术存在数据处理无地质约束、特征筛选伪关联干扰、预测模型无闭环验证、结果不确定性不可量化、靶区布设脱离工程实际的技术缺陷，无法实现高精度、可验证、可落地的智能化锰矿勘查，因此需要一种基于多源数据、地质机理驱动、具备双闭环验证与多目标优化能力的锰矿勘查系统。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于多源数据的锰矿勘查系统，

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种基于多源数据的锰矿勘查系统，包括：

4、数据处理模块基于多源地质勘查数据构建参数化岩性-层位-构造组合约束域，执行多维度数据一致性校验与异常值截断，输出三级数据分流；

5、成矿关联特征模块构建多尺度地质要素拓扑关联网络，生成成矿过程有向无环因果骨架；执行约束型参数学习与全局敏感性分析，筛选与锰矿成矿过程具有机制一致性的特征子集；

6、成矿潜力评估模块构建初始成矿有利度空间栅格与三维物性-结构耦合场，以成矿有利度场为先验约束，执行参数化物性反演生成多解性候选矿化体三维构型集；对每组构型开展物理场解耦正演模拟，计算与实测多源观测场的残差场，执行残差场的多源误差解耦与敏感度排序，基于离散场景集进行贝叶斯后验近似推断；

7、勘查靶区优化模块基于勘查工程约束条件构建优化目标函数，求解生成非支配勘查靶区方案集。

8、具体地，所述参数化岩性-层位-构造组合约束域的具体过程包括：

9、获取区域沉积演化时序、断裂构造分级配套规律、锰矿赋存专属层位与岩性组合规律，生成系统限定规则并聚合形成所述参数化岩性-层位-构造组合约束域；

10、以单条采样数据为遍历单元，样本所处层位、围岩岩性、周边构造发育三项要素依次匹配所述参数化岩性-层位-构造组合约束域，输出保留数据集、抑制数据集与冲突数据集三级数据分流。

11、具体地，所述多尺度地质要素拓扑关联网络的具体过程包括：

12、基于空间毗邻关系、物质迁移富集的依附关联搭建跨浅表、中层、深部的多尺度拓扑链路，依照锰矿演化时序，获取各类控矿要素之间单向驱动的演化逻辑，顺着成矿作用先后顺序逐个增设网络节点与定向关联边，搭建成型后开放节点新增、关联关系修订的编辑通道，生成成矿过程有向无环因果骨架。

13、具体地，所述特征子集的生成过程包括：

14、约束型参数学习的运算边界局限于因果骨架已经连通的要素链路之内，在约束边界内分步测算单类地质要素随成矿演化进程的变化关联程度，采用逐项单独扰动的敏感性试验模式，单次变更一类特征的参数状态，获取全域成矿评价结果的浮动幅度，基于浮动量级区分特征贡献，剔除在数理统计层面具备相关性、缺少沉积构造控矿机理支撑的冗余伪特征，汇总剩余具备成因支撑的要素生成所述特征子集。

15、具体地，所述初始成矿有利度空间栅格与三维物性-结构耦合场的具体过程包括：

16、基于所述特征子集内部各类控矿要素的空间控矿机理，按照作用时序与影响范围搭建分层式成矿潜力反演架构，针对离散点状分布的各类勘查特征，将点位信息延展填充至全域连续空间单元，经迭代运算生成平面连续展布的初始成矿有利度空间栅格，同步整合地层空间展布形态、断裂构造产状分布、各地质体实测物性参数，融合构建三维物性-结构耦合场。

17、具体地，所述多解性候选矿化体三维构型集的生成过程包括：

18、基于三维物性-结构耦合场存储的地层分布与物性变化规律作为反演先验边界条件，汇总原位物性实测数据，划定不同岩性地质体对应的物性浮动区间；

19、在反演先验边界条件与物性浮动区间双重约束下，交替更换不同物性搭配组合路径逐轮启动参数化物性反演，每一组差异化参数组合对应一套独立矿化空间形态，汇总全部空间形态成果，生成所述多解性候选矿化体三维构型集。

20、具体地，所述物理场解耦正演的具体流程包括：

21、从所述多解性候选矿化体三维构型集中逐条调取单套矿化三维构型，基于研究区地表出露界线、深部地层分界面、盆地基底起伏状态划定正演运算的全域边界约束，拆分磁场、重力场、电阻率场各自对应的场源生成与传导物理机理，分模块独立开展单物理场数值求解，依次计算单一物理场全域范围的理论响应数值，再在同一空间网格框架下拼接三类物理场计算结果，生成和实测点位空间位置一一对应的理论观测场。

22、具体地，所述残差解耦与敏感度排序的具体过程包括：

23、以统一空间网格为基准，逐单元比对同点位理论观测场与野外实测勘探场的数值差值，归集全部网格差值数据形成全域完整残差场；

24、结合区域地层覆盖条件、构造简化程度、模型参数选取三类地质影响因素溯源残差诱因，依照诱因类别拆分得到三类独立误差分量；单次仅改动单一类误差分量的参数条件，记录整体残差场的起伏变化幅度，按照分量改动带来的残差波动强度完成全部误差分量排序。

25、具体地，所述贝叶斯近似推断的具体过程包括：

26、将单套候选矿化三维构型与对应分项残差数据进行绑定封装，每一组绑定定义为一处独立离散场景，归集构型集全部对应场景形成全域离散场景集合；以全场景内含的多解地质信息作为先验素材开展贝叶斯近似推演，遍历全部离散场景的响应特征，统计各个空间单元在不同地质解释场景下出现矿化异常的频次占比，得出各空间单元矿化事件的概率分布规律。

27、具体地，所述非支配勘查靶区方案集的具体过程包括：

28、整合各空间单元矿化概率、靶区潜在地质信息增益、野外钻探施工环境限制、项目勘查投入额度、区域生态保护管控五项约束要素搭建多目标优化函数，依托多目标种群迭代寻优逻辑持续调整钻孔布设点位，逐步剔除多项评价指标同步劣化的无效布设方案，生成所述非支配勘查靶区方案集。

29、本发明的有益效果为：

30、本发明基于锰矿沉积时序、层位赋存、构造配套规律构建参数化组合约束域，以地质机理为先验约束开展数据一致性校验。通过三级数据分流机制，保留合规成矿数据、隔离非地质伪异常、归集存疑冲突数据，既避免了有效找矿信息被盲目剔除，又杜绝了虚假异常数据干扰建模，同时留存冲突数据供人工复核校准，从数据源头保障了多源数据集的合理性、准确性与可追溯性，为后续成矿建模提供可靠的数据基底。

31、构建跨尺度地质要素拓扑关联网络与成矿有向无环因果骨架，限定参数学习的地质逻辑边界，杜绝无关联要素参与建模。通过逐特征扰动的全局敏感性试验，量化各要素的成矿贡献度，精准剔除仅有统计相关性、无沉积-构造控矿机理支撑的伪特征，仅留存具备明确成矿因果关系的有效特征子集。有效解决了传统模型特征冗余、拟合失真、泛化性差的问题，让成矿评价建模完全贴合锰矿实际成矿演化规律。

32、基于精细化控矿机理构建分层反演架构，生成全域连续的成矿有利度栅格与三维物性-结构耦合场，实现二维平面与三维空间的一体化成矿表征；依托先验边界与物性浮动区间生成多解性矿化三维构型集，贴合地质勘查多解性本质，避免单一模型的片面性；通过多物理场解耦正演模拟，独立核算磁、重力、电阻率场理论响应，实现预测模型的物理机理验证，杜绝数据过拟合问题；完成残差场多源误差解耦与敏感度排序，溯源模型参数、构造简化、覆盖层干扰三类误差诱因，明确预测偏差核心来源；五是基于离散场景集开展贝叶斯后验近似推断，结合多套地质场景量化各空间单元矿化概率分布，实现预测结果不确定性的精准量化。