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法国概率统计学家、矿山工程师,地质统计学创始人G·马特隆教授于1962年首次提出Geostatistique(地质统计学),并发表专著《应用统计学论》。从那时算起,地质统计学已有近半个世纪的历史了。这门成熟的有系统理论方法的独立学科大致经历了以下4个发展阶段:

第一阶段(创立阶段):此阶段可追溯到20世纪四五十年代变差图的出现,以及以南非矿山工程师克里格为代表的提出利用相邻块段的平均品位来估计中心块段的原始回归模型。克里格与变差图构成了地质统计学产生的“胚胎”。直到15年10月北约组织高级研究所在意大利罗马召开的第一届国际地质统计学学术会议为标志。这是创立阶段。在该阶段区域化变量理论,普通克里格法、泛克里格法、析取克里格法及条件模拟理论方法等基本形成,但应用尚不普遍,只限于矿业领域的储量计算方面。

第二阶段:15年10月至1983年9月(在美国加利福尼亚州落叶湖召开第二届国际地质统计学学术会议)。此阶段是地质统计学迅速发展的时期,主要表现在两个方面:

1)线性和非线性地质统计学理论和应用更加成熟,非参数地质统计学、多元地质统计学开始提出并有了相应的发展。

如关于变差函数的稳健估计;可回储量及其估计方差的研究;K阶内蕴随机函数法的应用;离散变量的析取克里格法、因子克里格法等均被提出。

2)地质统计学的应用领域不断扩大,体现在如下若干方面:

①矿业领域内可进行原地储量的总体估计及回储量的局部估计,同时在研究吨—位品位曲线,矿山开可行性研究、矿山设计及开过程中矿石品位的波动性方面,进展很大。

②在地质找矿勘探过程中,涉及矿体变化性研究,制定合理的勘探方案(确定合理的取样密度、勘探网度、勘探精度等),矿石储量分级和矿床统计预测方面;

③应用因子克立格研究土壤中的铜、铅、锌等金属元素的分布和处理磁测数据,以此来代替所测数据的光谱分析,扩大了在物化探数据处理中异常圈定和评价的范围。

④在构造地质中用于确定构造的轴向,对盆地边缘断层的局部应加分进行估计,作出组合元素原子半径的二维变差函数等值线图,了解断裂、褶皱的延伸方向及变化特征。

⑤在石油、煤炭勘探、开发中应用。查明油藏孔隙度及渗透率的空间分布、变化,确定最优井位;石油储量估计;油田地质特征条件模拟;煤矿床的模拟及煤田若干参数的预测等。

⑥在水文地质及工程地质方面应用。阐明地下含水层性质的空间变异性与地下水化学成分变化及地下水运动之间的关系;阐明建造场地地下的土壤性质的空间变异性;水坝、坑道、矿山边坡、民用及工业建筑可靠性评价。

⑦核废料扩散与污染模拟,用以确定理想的核废料储存地。

⑧建立大气污染预测模型。

第三阶段:年至1988年9月。这个阶段时间不长,之所以以1988年9月在法国阿维尼翁召开的第三届国际地质统计学学术会议为止,是因为在这一短时期内,地质统计学在理论上出现了两大学派,使其成为一个重要的过渡发展阶段。其一是以地质统计学创始人G·马特隆为首的参数地质统计学派,继续发展以正态设为基础的克里格法及条件模拟。同时提出了多元地质统计学的理论方法,如多元条件模拟、广义互协方差及多元取样方法等;其二是以A.G.儒尔奈耳(Journel)为首的非参数地质统计学派,发展了无需对数据分布作全体设的克里格法(如指示克里格法、概率克里格法、快速条件模拟等)。

两大学派从不同的研究角度把地质统计学中稳健性理论推向一个更高更深的理论层次(见地质统计学划分表)。

地质统计学划分表

续表

第四阶段:1988年9月至今。此阶段为地质统计学展时期,其特点如下:

1)地质统计学理论更加成熟,内容更加丰富。在丰富成熟的地质统计学理论的基础上,各种克里格方法、技术不断出现,解决生产实际的能力越来越强,适应性越来越强。

2)参数地质统计学和非参数地质统计学这两大学派在生产实际中都有了长足的发展,大大丰富和增强了地质统计学的解决实际问题的能力。

3)凡是具有随机性和空间相关性两重性质的变量问题,都可以用地质统计学来研究解决。随着认识地质统计学作用的范围不断扩大,地质统计学已向其他领域迅速扩展。如水文地质学、天气预报、海底地形地貌、森林测量、渔业、农业土壤、环境保护与污染、工程建设等。

4)在矿业和商业领域,成熟的地质统计学专业商业软件大量涌现,已成为一种产业发挥着生产力的作用。围绕着地质统计学方法的应用和软件的商业化,出现了三类公司:A.矿业公司:如Falconbridge公司,Inco公司,Noranda公司,Teck公司,Cominco公司,BarrickGold公司。B.地质统计学咨询公司:RPA咨询公司、SPK咨询公司、SNODEN咨询公司、COWAN咨询公司。C.地质统计学软件公司:Surpac公司、Datamine公司、Gemcon公司、Micromine公司、Minesighe公司、Vvlean公司。

计算机技术已与地质统计学融为一体,成为不可分割的有机整体。目前,地质统计学包括的内容,通过上表(地质统计学划分表)得到基本了解。