地球化學(xué)異常下限確定方法.doc

一、地球化學(xué)數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理的意義是獲得較為準(zhǔn)確的平均值（背景）和異常下限。1、地球化學(xué)數(shù)據(jù)處理歸根結(jié)底仍屬于統(tǒng)計(jì)學(xué)的范疇，所以要求數(shù)據(jù)應(yīng)是正態(tài)分布的，不是拿來(lái)數(shù)據(jù)就能應(yīng)用的，特別是用公式計(jì)算時(shí)更要注意這一點(diǎn)。正態(tài)（ =0, =1)-（偏態(tài)）。大數(shù)定理：又稱(chēng)大數(shù)法則、大數(shù)率。在一個(gè)隨機(jī)事件中，隨著試驗(yàn)次數(shù)的增加，事件發(fā)生的頻率趨于一個(gè)穩(wěn)定值；同時(shí)，在對(duì)物理量的測(cè)量實(shí)踐中，測(cè)定值的算術(shù)平均也具有穩(wěn)定性。所以如果在計(jì)算時(shí)，數(shù)據(jù)中包含較多的野值時(shí)，實(shí)際獲得的是一個(gè)不具穩(wěn)定性的算術(shù)平均，它實(shí)際不能替代背景值。2、異常是一個(gè)相對(duì)概念，有不同尺度上的要求，所以不要將其看作一個(gè)定值。在悉尼國(guó)際化探會(huì)議上（1976），對(duì)異常下限定義：異常下限是地球化學(xué)工作者根據(jù)某種分析測(cè)試結(jié)果對(duì)樣品所取定的一個(gè)數(shù)值，據(jù)此可以圈定能夠識(shí)別出與礦化有關(guān)的異常。并對(duì)異常下限提出了一個(gè)籠統(tǒng)的定義：凡能夠劃分出異常和非異常數(shù)據(jù)的數(shù)值即為異常下限。據(jù)此，異常下限不能簡(jiǎn)單的理解為背景上限。二、異常下限確定方法具體異常下限確定方法較多：地化剖面法、概率格紙法、直方圖法、馬氏距離法、單元素計(jì)算法、數(shù)據(jù)排序法、累積頻率法下面逐一介紹：1、地化剖面法：（可以不考慮野值）在已知區(qū)做地化剖面：要求剖面較長(zhǎng)，穿過(guò)礦化區(qū)（含蝕變區(qū)）和正常地層（背景），能區(qū)分含礦區(qū)和非礦區(qū)就可確定為下限。2、概率格紙法：（可以不考慮野值） 以含量和頻率作圖15%-負(fù)異常50%-背景值85%-X+（高背景）98%- （ X+2）異常下限3、直方圖法：（可以不考慮野值）能分解出后期疊加的值就為異常下限4、馬氏距離法：（在計(jì)算時(shí)已考慮野值）針對(duì)樣本，實(shí)際為建立在多元素正態(tài)分布基礎(chǔ)之上多重樣本的正態(tài)分布，超出橢球體時(shí)異常樣（如P3點(diǎn)）。 相似于因子得分的計(jì)算，最后為一個(gè)剔除異常樣本時(shí)的計(jì)算值，實(shí)際計(jì)算出綜合異常邊界線。當(dāng)令m=1時(shí)，上式化解為Xa=XoKS，這是我們較為熟悉的單元素（一維）計(jì)算異常下限常用公式。該方法計(jì)算較為復(fù)雜：下面給出一個(gè)實(shí)例：馬氏距離（黑色虛線）圈定異常基本為兩種以上元素異常的重合的部分。上圖中Hy-44與Hy-45綜合異常中，由于As元素相連，傳統(tǒng)方法無(wú)法分割。用該方法可分解為兩個(gè)異常，后來(lái)實(shí)際查證中也證明：左邊Hy-44為Au、Cu、Co的成礦，右邊Hy-45為Au、Cu的成礦。解決手工的隨意性。5、單元素計(jì)算法：（必須剔除野值）Xa=XoKS（Xa異常下限，Xo背景值，K取值系數(shù)，S標(biāo)準(zhǔn)離差）從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)累積頻率密度函數(shù)公式：推斷出當(dāng)K=1.65、2、3時(shí)，密度函數(shù)分別為95%，97.7%，99.8% 一般為計(jì)算方便，通常取K=2，這就是Xa=Xo2S的來(lái)源。通常應(yīng)用時(shí)，用Xa=Xo3S無(wú)限循環(huán)剔除，直到無(wú)剔除數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)于地球化學(xué)通常幾百上千的數(shù)據(jù)，基本保證數(shù)據(jù)為正態(tài)分布。則此時(shí)Xa=Xo+2S定為異常下限為保證數(shù)據(jù)為正態(tài)分布，實(shí)際計(jì)算時(shí)先將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對(duì)數(shù)，此時(shí)由于數(shù)據(jù)離差變小，在剔除野值后，基本都能保證為正態(tài)分布。為進(jìn)行下步計(jì)算處理有了理論保障。6、數(shù)據(jù)排序法：（不考慮野值）比較簡(jiǎn)單、實(shí)用所有數(shù)據(jù)從小到大，按含量排序做圖（含量縱坐標(biāo)，1，2n含量順序序列-橫坐標(biāo)）異常有明顯的一斜率但數(shù)據(jù)太多時(shí)不適合7、累積頻率法：（不考慮野值，在使用時(shí)為網(wǎng)格化數(shù)據(jù)） 目前較為普遍元素含量高低分級(jí)，采用累頻分級(jí)方式，分19級(jí)，分級(jí)頻率：0.5-1.2-2-3-4.5-8-15-25-40-60-75-85-92-95.5-97-98-98.8-99.5-100（%）異常85-90-95-100（%）和15%8、實(shí)際使用異常下限值的確定：實(shí)際上各方法確定的異常下限都是可行的，關(guān)健是確定的這個(gè)值合不合理是值得商榷的。在1：20萬(wàn)區(qū)域化探中，由于一般取水系沉積物，樣品經(jīng)過(guò)了充分的均一化，方差較小，數(shù)據(jù)基本為正態(tài)分布，剔除不了幾個(gè)野值，此時(shí)計(jì)算下限與實(shí)際使用值變化不是很大（當(dāng)然1：20萬(wàn)或1：25萬(wàn)由于區(qū)域較大，各分區(qū)中元素背景不一，異常下限是不同的，應(yīng)該適當(dāng)考慮分區(qū)，分別確定異常下限）。1：5萬(wàn)相對(duì)樣點(diǎn)較密，部分可能涉及礦區(qū)，數(shù)據(jù)變化較大，此時(shí)必須考慮剔除野值，保證數(shù)據(jù)為正態(tài)分布。1：1萬(wàn)等數(shù)據(jù)以土壤或巖石原生暈為主，此時(shí)主要在礦區(qū)工作，數(shù)據(jù)高的達(dá)礦體邊界品位，低得很低，在剔除野值，保證數(shù)據(jù)為正態(tài)分布后，剩余數(shù)據(jù)計(jì)算的異常下限明顯偏低，有時(shí)導(dǎo)致2/3區(qū)域都為異常，如我曾經(jīng)有個(gè)工作區(qū)，1：1萬(wàn)巖石測(cè)量，經(jīng)計(jì)算Au異常下限為30PPb，最后使用值為80PPb。礦區(qū)化探異常下限的確定需根據(jù)實(shí)際情況。實(shí)際上述只是給出了一個(gè)計(jì)算確定異常下限的方法，實(shí)際上上面計(jì)算的異常下限值在使用時(shí)只是一種參考，使用值是根據(jù)該計(jì)算值在地球化學(xué)圖面上最終的確定的，確定依據(jù)：1、異常占總體地球化學(xué)圖面的15%左右2、保證異常的連續(xù)性（不出現(xiàn)較多的星點(diǎn)狀異常）在異常下限確定后，后面的異常分帶就簡(jiǎn)單多了，一般以異常下限有0、2、4倍劃分為外、中、內(nèi)帶，它是推斷是否礦致異常的基礎(chǔ)，一般礦致異常都有明顯分帶，而地層引起的異常一般只出現(xiàn)高背景，也即無(wú)分帶現(xiàn)象。三、地球化學(xué)各參數(shù)意義均值（原始數(shù)據(jù)直接計(jì)算）平均含量大小離差（原始數(shù)據(jù)直接計(jì)算）相對(duì)平均值的離散程度（反映成礦的可能）背景值（剔除所有野值后計(jì)算，一般此時(shí)為正態(tài)分布，符合概率統(tǒng)計(jì)概念）-真實(shí)背景大小背景離差（剔除所有野值后計(jì)算）計(jì)算異常下限需要變異系數(shù)離差/平均值，越大更易成礦，一般用大于1判別，如大于5肯定可成礦。襯值原數(shù)據(jù)