地质统计学论文

地质统计学是以区域化变量、随机函数和平衡性假设等概念为基础,以变异函数为核心,以克立格插值法为手段,分析研究自然现象的空间变异问题,涉及地质统计学的主要包括半方差函数、半方差函数模型[16]。下面是小编整理的《地质统计学论文 (精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

地质统计学论文 篇1：

地质统计学现状特点与发展趋势

摘 要 地质统计学已经成为数学地质研究方面最具活力的学科，也是表征和探究各种自然资源的工具学科，目前已经被推广到世界各地。作为一门新兴学科，有力的推动了数学地质的研究，发展前景十分广阔。

关键词 地质统计学 理论 现状

上世纪中期，电子计算机技术发展迅速，它与数学科学紧密联系，首次应用于地质学领域，促进了地质统计学这么学科的形成和发展。

一、地质统计学的诞生

地质统计学是由法国马特隆教授于1962年创立的一门新兴边缘科学，是一种以区域化变量理论为研究基础，以变异函数为基本工具，对既有随机性又具有结构性变量进行统计学研究的一门学科，也是一种数学地质方法。它是统计学的一个分支，也是数学地质的一个独立分支，在数学地质研究领域最具生命力和发展势头。

二、地质统计学的现状特点

经过半个世纪的发展，地质统计学已经成为数学地质研究方面最具活力的学科，也是表征和探究各种自然资源的工具学科，目前已经被推广到世界各地。作为一门新兴学科，有力的推动了数学地质的研究，发展前景十分广阔。目前，地质统计学的研究的现状有以下几个特点：

1、地质统计学的理论与方法研究有了长足进展。首先，地质统计学的研究范围逐步扩展，经历了二维平面分析——三维立体空间——四维空间动态研究这种发展历程，并逐渐深入化。其次，地质统计学的基本理论研究有了新的进步，提出了协同区域化理论，这是单变量理论的进一步丰富，从而推动了多个区域化变量在时空域的结构关系以及相互影响的研究。同时，也促进了线性和非线性地质统计学的发展、时空多元地质统计学的发展，促进了多种地质统计学方法的相互弥补和融合。再次，在实际应用过程中，它与多种学科相互影响和弥补，丰富了地质统计学的理论研究，拓展了地质研究的新方法。

(1)地质统计学与数学更加紧密的结合。地质统计学有效引入数学中的布尔随机函数概念，对于解决地质统计学中的观测尺度问题起了很大作用。

(2)地质统计学融合非线性科学理论。随着地质统计学的实践应用，它解决问题的能力逐渐增强，这使得它与混沌理论、非线性动力学、协同论、耗散理论等非线性科学的融合更加紧密，促进了自身的发展。

这种多学科的并线应用和不同研究方法的引入，完善了地质统计学的理论体系。

(3)地质统计学的理论研究出现两大派系：一是以马特隆教授为主的参数地质统计学派，他们继续开展析取克里格法及条件模拟的研究，并结合协同克里格技术，创新提出多远地质统计的基本思想，形成了依赖于样品数据并求得区域化变量理论模型若干参数的一整套理论与方法，包括简单克里金、泛克里金以及析取克里金等。二是以A.G.Journel(儒尔奈耳)为首的非参数地质统计学派，他们研究发展了不对数据分布做任何假设的指示克里金法和分位数克里金法等一整套体系方法。这两个派系在对地质统计学中的稳健性问题研究上取得一定成绩。

(4)条件模拟技术快速发展，其应用除了评价可采矿石和局部评价问题外，还可以对工程位置部署提供帮助。条件模拟使观测点上的虚拟数据等于实测数据，很有可能实现三维空间模拟。其中，儒尔奈耳的“非高斯分布快速模拟法”很有代表性。

2、自上世纪70年代，地质统计学发展迅速，而地质统计学的理论发展以及实际应用，高度依懒地质统计学算法程序的设计，这就使得地质统计学的软件开发研究有了长足进步，高水平、高实用性的软件层出不穷，如法国地质统计学研究中心的ISATIS软件系统和HERESIM软件系统，还有加拿大的GEOSTAT软件系统就很有代表性。地质统计学的软件开发在今后地质统计学的应用和发展中意义重大，具有举足轻重的作用。

3、地质统计学在西方国家起步早、发展稳健，已经成为高等工科院校和有关研究机构的必修课程和研究课题，受到政府有关部门的高度重视，并且广泛应用于地质勘探、矿业开采等项目。但是地质统计学在我国的发展和应用并没有取得辉煌成绩，表现在地质统计学的很多研究成果还没有完全转化成生产力，另一方面，地质统计学在国内应用领域的指导作用有待加强，提高工作效率、促进生产的潜力还需要进一步发掘。

4、目前，地质统计学的应用领域不断拓展，如环境科学的研究、农林科学、矿山地质、石油地质勘探与开发、海洋工程、材料工程、生态保护等，可见，地质统计学在国民经济的发展中起的作用越来越大。

三、地质统计学的发展趋势

地质统计学是一门新兴的、交叉边缘学科，随着社会发展和技术进步，地质统计学的理论体系在逐步完善，应用水平也在稳步提高，已经在社会的诸多领域得到应用。从地质统计学的发展前景和实践应用来看，具有广阔的发展空间。

1、地质统计学的基础理论研究将会更加深入和完善。

一方面，地质统计学核心基础理论研究逐渐成熟，且这个研究主题与其他主题有着密切的联系，特别是将时间序列分析与多元地质统计学技术相结合是现代地质统计学研究的一个热点，根据这种结合，发展了纯时间域中的多元地质统计学、时空域中的多元地质统计学及各种动态建模技术。

另一方面，由于研究对象的复杂性，地质统计学在很多方面还存在着理论上的不足和不完善，要使地质统计学达到非常成熟和实用，还有许多工作要做。目前还有人质疑地质统计学的研究，甚至不相信地质统计学的成果。这种状况对地质统计学的基础理论研究提出了更高的要求，需要进一步完善，特别是继续加强新理论、新方法的创新和应用，特别是非线性地址统计学(析取克立格法)、非参数地质统计学(指示克里格法)，各种条件模拟方法，充实地质统计学。尤其是地质统计学与其他学科的相会渗透，如贝叶斯理论，模糊数学以及分维理论的结合，我们期待会产生新的发展与突破。

2、线性平稳地质统计学经过多年的理论研究与实践，已经比较成熟，但是其研究方法还有待进一步提高和改进，以便更好地反映区域化变量的空间结构特征，增强储量计算精度，提高应用价值。

3、多元信息综合提取和合成研究将会进一步发展。信息的广泛采集和合成分析无疑会促进地质统计学的实践应用。结合现代科技，借助时空多元地质统计学和多元动态模拟技术的优势，增强地质统计学的多元信息采集和处理能力，为统计决策提供支持。

4、人工智能化的提高应用。未来发展中，结合计算机技术的提高，加强软件系统的可视化程度，提高反馈信息的输出质量，这是地质统计学的发展趋势之一。强化地质统计学与人工智能之间的结合，也是促进地质统计学发展与应用的重要手段。

5、资料综合问题的有效完善。目前无论是矿山开发还是石油勘探，都存在获取资料综合问题。由于所获得的资料及其获取方式不同，观察尺度各异、表达方式各不相同。今后如何把这些资料统计在一个模型中进行研究分析，并根据资料的有效信息准确反映地质的空间结构信息，有待完善。

6、提高地质统计学软件包功能。各种软件包是进行地质研究的可靠工具，是地质统计学的“左膀右臂”，完善软件包程序系统、提高其功能是推动地质统计学发展的一项重要保障。

7、地质统计学在地学领域的实践应用会更加广泛，比如矿产勘探、油藏描述、农业生产、水资源研究和保护等。

四、小结

时代的进步给予了地质统计学发展的机遇，与此同时，地质统计学理论体系的不断完善丰满与应用水平的不断先进也促进了相关学科的发展。它的发展空间十分宽广，正朝着理论体系化、方法多样化方向健康迈进。

参考文献：

[1]石书缘，尹艳树，冯文杰.多点地质统计学建模的发展趋势.物探与化探.2012(4)：655-660.

[2]刘占族，张雷，霍丽娜，等.地质统计学反演在煤层气薄储层识别中的应用.石油地球物理勘探.2012(S1)：30-34.

[3]王家华，于海茂.多点地质统计学建模方法研究.石油化工应用.2012(10)：72-74.

[4]张林，牟子平.地质统计学在水环境研究中的应用.环境科学与管理.2011(1)：14-18.

[5]王家华.迎接油气储层建模理论、应用的大发展——从2007年国际石油地质统计学大会谈起.地学前缘.2008(1)：16-25.

[6]吕连宏，张征，迟志淼，等.地质统计学在环境科学领域的应用进展.地球科学与环境学报.2006(1)：101-105.

作者：孔祥文

地质统计学论文 篇2：

地质统计学在环境科学领域的应用进展

[摘 要]本文根据地质统计学在地理环境科学领域的实际应用、地质统计学在环境科学领域中的未来发展趋势等方面展开讨论，对地质统计学在环境科学领域的应用与进展进行了分析，并提出了一些理论建议。

[关键词]地质统计学;环境科学;水体污染;大气污染

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.12.139

地质统计学被称作空间信息统计学，是数学地质领域中发展较为迅速且具有广泛发展空间的一门学科。它将区域之间的变化作为理论基础，结合多孔介质空间结构变异函数，研究空间分布中具备一定规律性的自然现象，随后使用取样方案进行优化，对一些不规则取样进行处理并插值计算。在矿业、石油、农业、林业等行业中具有广泛的发展空间，取得了较大的研究应用成果。

1 地质统计学发展历程

20世纪中期，南非的矿物工程师DG Krige结合对南非金铀砾岩的研究经验以及对金矿储量的计算，根据样本区域位置的差异及样本关联性差异，首次提出了对每一个样本赋予相应的权值并在此基础上进行波动加权，以此方式代替传统的平均加权计算法。20世纪60年代，法国著名的统计学家G Matheron经过大量实验后，将DG Krige的研究升华为了具体的理论结果，并系统地提出了区域变量这个概念，由此形成了地质统计学这门新型学科。

地质统计学基本理论是在1978年由我国地质专家侯景儒引进的，前后历经了几十年的发展，至今为止无论是在理论方法还是实践应用方面都已经取得了一些进步，但是在环境科学领域方面的应用还不够成熟。

在短短的半个世纪内，地质统计学已经在各个领域中被广泛使用，目前为止形成了两个理论学派，其中一个是以法国统计学家G Matheron为主的“枫丹白露地质统计学派”，另一个是以美国的统计学及AG Journel为主的“斯坦福地质统计学派”，这两种学派根据其计算方法及应用方式的区别又分别被称为“参数地质统计”和“非参数地质统计”。地质统计学领域还出现了局部空间估计法如普通克立格法、对数克立格法和因子克立格法等。此外，我国一些相关领域的研究人员也研究出了一批以地质统计学为基础的软件。

2 地质统计学在环境科学方面的应用

20世纪初期，人们利用统计方法研究空间变异性，该方法提出将所收集的信息转变为单独的数值进行观测。可是随着信息化时代的发展，人们掌握的信息量越来越多，依靠收集的信息进行空间变异性研究的弊端越来越明显，很难实现对空间变异性的客观研究和评价。随着地质统计学的完善和进步，地质统计学在环境科学领域取得了很大的成就。

2.1 土壤环境研究中的地质统计学

自然环境下的土壤分布系统非常复杂，同样性质的土壤受土壤深度和周围环境的影响，土壤分布状况存在很大的差异。研究证明，土壤的自然密度、粒径等特性在同一水平或不同深度上的分布也是不同的。这些土壤特性的非均匀分布状态决定了土壤特性在空间中的变异性，从而导致土壤理化性质也存在一定程度的空间变异性。

2.2 地质统计学在水环境研究中的运用

水环境污染迁移参数的离散性与随机性两大问题是水环境污染领域中的重点研究课题。地质统计学被引进该领域之前，利用传统地下水水流和水质迁移模型的参数求证方式，对迁移参数的空间变异性进行合理的研究与评价。如果单纯使用确定性或偶然性的研究模型是很难正确且全面地描述整个水环境污染物迁移参数的变异背景，地质统计学可以对空间信息与偶然信息进行随机性处理，可以对这种随机性进行客观有效的分析。

2.3 地质统计学在环境科学其他领域中的运用

由于地质统计学可以有效描述同时具备结构性与随机性的环境参数，因此利用地质统计学研究大气污染物分布也有很好的研究效果，例如：孟健宇和马晓明就通过指示克立格法对某个城市大气中含有的二氧化硫浓度的变异特征进行分析与研究，最后得出该方法是研究大气污染差值的最佳手段这一结论。

3 地质统计学在环境科学领域中的展望

随着地质统计学的不断进步和完善，其实践方式和理论已经在环境科学研究方面得到了很好的应用，在土壤有毒物质研究以及水环境污染等研究课题方面取得了可观的成绩。由于土壤多孔介质特性中显著存在空间的变异特征，地质统计学对于这种随机性的事物来说是最佳研究手段。现阶段，对于土壤污染物的空间分布研究重点在重金属领域，并逐渐延伸到部分难降解污染物质的研究中，例如：影响内分泌物质及一些强致癌物质，他们的分布形态类似于重金属，地质统计学在这一类物质的研究当中具有十分突出的优势。自然界中含水介质的非均匀性导致了其他水环境污染参数迁移物质中具有高度变异性，特别是环境十分复杂的地下水环境系统。在以后的环境科学研究中，可以将地质统计学的分析方法、分形理论和灰色系统等一系列的研究方法和相关理论结合在一起进行使用，这样不仅会进一步降低研究复杂性，还可以更加准确地进行污染物迁移预测以及污染物迁移参数的价值估算，提高环境科学研究的准确性和先进性，为环境模拟和环境评价建立高效、科学的模型。

4 结 语

将地质统计学的研究理论和方法，与地理信息系统的研究工具相结合，为目前的环境科学研究提供了更加科学有效的研究方法。在此基础上将地质统计学的应用扩大到其他领域中，比如：水体污染和大气污染研究领域，可以通过地质统计学更加科学、客观地评价环境污染。

主要参考文献

[1]陶月赞，郑恒强，汪学福.用Kriging方法评价地下水监测网密度[J].水文， 2003(2).

[2]李艳，史舟，徐建明，等.地统计学在土壤科学中的应用及展望[J].水土保持学报，2003(1).

[3]张征，鞠硕华.水环境评价参数空间变异模拟数学原理与方法[J].工程勘察，2002(5).

作者：董萍

地质统计学论文 篇3：

地质统计学在微量元素化学分析中的应用研究①

摘 要：本文介绍了地质统计学在微量元素化学分析中的基本应用方法，结合具体的矿山岩石数据，用R型聚类方法对样品进行分类，对几种矿物的成矿规律进行了讨论和解释。通过研究，认为地质统计学方法在地球化学领域的数据分析结果对矿产勘探、矿山设计和开采都具有实际的参考价值。

关键词：地质统计学 微量元素化学分析 应用研究

微量元素地球化学是半个世纪以来迅速发展和广泛应用的地球化学分支。由于同位素稀释质谱法、中子活化分析、Ber thelot-Nernst分配定律等方法的成功应用，在多种地质过程中微量元素分配演化的定量模型得以实现，也使得微量元素化学分析被系统地应用于解决各类地质问题，成为指示岩石成因的典型标志。20世纪70年代以后，微量元素地球化学的讨论从定性认识上升成为定量分析，发展方向也变成微观、宏观同时发展，经常需要对地球化学中的主量元素、稀土配分、微量元素等进行定量化学研究和数据分析，此时，一些相关的地质统计方法就变得非常重要和实用。在微量元素化学分析中，地质统计学的各类统计方法作为对地质客观现象相关数据进行定量分析的重要工具，提供了诸多有效的数据分析途径。应用地质统计学对微量元素化学分析进行处理，能为研究工作取得客观成果提供科学的定量依据。

1 地质统计学与微量元素化学分析相关理论知识简述

1.1 地质统计学

地质统计学是20世纪60年代兴起的一门数学地质学科分支，它的出现始于解决矿产普查勘探、矿山开发设计以及矿山开采整个过程中各种储量计算和生产误差估计问题。后来，地质统计学逐渐在油气勘探开发、采矿、水文以及环境科学领域中得到广泛应用。近年来，地质统计学作为一门新兴的科学，在地质领域的发展非常迅速，其应用前景的广泛性和模型计算的实用性受到地质学家的高度重视。

1.2 微量元素化学分析

微量元素化学分析是地球化学的分支学科，主要研究自然物质和自然体系中微量元素的分布规律、存在形式、活动特点、控制因素及其地球化学意义。一般意义上讲，微量元素是指除了O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti这九种组成99%的地壳和地幔质量之外的80余种元素。当然，这里所指的微量元素是相对而言的，在一个体系中它可能是微量元素，但在另一个体系中却可能是常量元素。

1.3 地质统计学在地球化学领域的应用现状

近几十年年来，地质统计学对地球化学的相关研究中起到了极大的辅助和推进作用。应用地质统计学相关统计方法能够将大规模原始地球化学数据群体中隐藏的重要信息提炼和挖掘出来，进行分类和解释，继而被广泛地应用在地质找矿、科学研究等各个领域。在地球化学中主量元素、微量元素、稀土配分化学分析等领域的研究中，丰富的地质统计学方法对圈定和评价地球化学异常、提取地球化学找矿信息常常起到决定性的作用。本文则主要研究地质统计学在微量元素化学分析中的应用研究。

2 地质统计学在微量元素化学分析中的应用研究

2.1 方法讨论

聚类分析是通过某种距离的测算将数据对象的集合分为类似的对象组所形成的若干个类，其中运用到了降维思想，在对样品和指标进行分类，采用物以类聚的原理进行的一种多元统计分析方法。在地质找矿领域，聚类分析是研究元素在成矿活动中地球化学行为相似程度的一种有效方法，一般从数字分类角度进行分析。对于这种方法的运用，我们可以借鉴现有的成果和理论进行分析和应用。R型聚类分析是聚类分析方法的一种，原理是以变量之间的相似程度为基础，将变量分成不同级别的类。R型聚类分析是研究成矿活动中地球化学微量元素行为相似度的一种有效方法。通过对某些矿石或岩样的微量元素数据进行R型聚类分析，可以得出元素组合特征并将其分类，对元素之间的亲疏关系进行判定，进一步为划分矿化阶段、成矿元素迁移和富集的判断以及矿床成因等问题的研究提供判断依据。

2.2 案例研究

通过对高松山矿区内岩矿石样品的微量元素数据进行R型聚类分析后，可以得到图1中显示的分类的结果，即，在相似水平的相关系数等于15时，可以把微量元素分成7个类别，分别是：(1)W、Cu;(2)Sn;(3)Au、Ag、As、Sb、Pb、Mo;(4)Bi;(5)Hg;(6)Co、Ni、Mn;(7)Zn。这7个类别之间没有显著的相关性，说明矿床成矿具有多期次性和复杂性。从图中还可以看出，Au不仅和Ag有着强相关关系，而且还和As、Sb、Pb相关。而Au元素与Ag之间有非常密切的关系，当γ=2.5时它们聚成了一类，相关性比较强，同时Sb、As、Pb和它们之间都存在相关性，说明Au、Ag、As、Sb、Pb、Mo之间具有亲缘关系，预示着伴随着多金属硫化物的形成Au 成矿并且富集。因此，我们可以以Sb、Pb、Ag、As作为矿区找金的近程指示元素。

3 结论

本文采用地质统计学中一类常用方法，R型聚类方法对高松山矿区的铜多金属矿进行了微量元素组合上的分析研究。统计分析结果使我们对高松山金矿床岩矿石微量元素的数据结构的特点有了清楚的认识。各元素组合具有叠加出现的特征，表明矿床成矿具有多期多阶段或成矿物质多来源的特征。分析结果表明Au与Ag、As、Sb、Pb等中低温元素相关非常大，但是和W、Co、Sn、Mn、Ni、Zn等中高温元素之间的相关性较差。

地质统计学在地球化学其它领域，比如常量元素分析、稀土元素分析中也有广泛的应用，笔者认为，采用类似的统计方法对不同类数据的分析是进一步拓展地质统计学在地质科学中应用性的前进方向。

参考文献

[1]赵伦山，张本仁.地球化学[M].地质出版社，1988，6.

[2]燕长海.应用地质统计学方法提取地球化学找矿信息[J].物探化探计算技术，1991(3).

[3]侯景儒.地质统计学发展现状及对若干问题的讨论[J].黄金地质，1996(1).

作者：胡隽