基于多点地质统计学模拟与奇异性分析的地球化学元素分布模式识别——以青海五龙沟-巴隆地区为例

针对传统确定性插值技术难以捕捉地球化学元素复杂空间结构的难题，本研究创新性地将多尺度地球化学数据与多点地质统计学模拟（MPS）框架结合，集成奇异性分析和分形地形学方法，揭示了青海五龙沟-巴隆地区金矿相关地球化学异常的各向异性特征。研究成果显著提升了异常强度与空间分布模式的保真度，为覆盖区矿产勘探靶区优选提供了新思路。

　　

地球化学元素的空间分布模式识别是矿产预测的核心环节，但传统确定性插值方法（如反距离加权IDW、克里金法）存在平滑效应，难以反映复杂地质过程形成的非线性结构。尤其在覆盖区勘查中，弱异常的提取与各向异性特征的量化更是长期困扰勘探者的技术瓶颈。青海省有色地质矿产勘查局的研究团队以五龙沟-巴隆金矿带为研究对象，通过融合多点地质统计学模拟（Multiple-Point Geostatistics, MPS）与分形奇异性分析，实现了地球化学元素精细尺度分布的重建与矿致异常的精准识别，相关成果发表于《Geochemistry》。

关键技术方法包括：1）基于1:25,000与1:50,000多尺度地球化学数据的MPS模拟，采用直接采样（DS）算法整合训练图像的空间结构特征；2）结合局部奇异性指数（Local Singularity Analysis, LSA）与浓度-面积模型（C-A）量化异常强度；3）通过分形拓扑关系解析地球化学异常的各向异性分布规律。

研究结果部分：
地质背景
东昆仑造山带东段的五龙沟-巴隆地区发育华力西期、印支期等多期次侵入岩，NWW向昆中断裂为主导控矿构造，为金矿化提供了有利条件。

多点地质统计学模拟
通过snesim算法将1:50,000数据作为1:25,000未采样区的补充，构建0.25 km²网格单元的训练图像，显著提升了Au元素空间分布的细节再现能力，模拟结果与区域地质趋势吻合度达92%。

奇异性分析
滑动窗口尺寸优化实验表明，5×5 km²矩形窗口能最佳捕获各向异性异常，LSA指数计算揭示Au异常强度与断裂带走向（NWW向）呈显著空间耦合。

讨论与结论
该研究首次将MPS与分形奇异性分析联合应用于覆盖区地球化学勘探，证实：1）MPS模拟可突破传统插值的平滑限制，使弱异常强度提升30%；2）基于分形拓扑的异常各向异性分析能有效指示隐伏矿体空间定位。成果对复杂构造区矿产预测具有方法论创新意义，技术框架可推广至稀土、铜等多金属勘查领域。