第六章__地球化學(xué)資料整理與信息提取

1、第六章第六章 地球化學(xué)資料整理與信息提取地球化學(xué)資料整理與信息提取 化探工作經(jīng)野外觀察、采樣及室內(nèi)樣品 加工分析之后，獲得大量數(shù)據(jù)及其他方面的 資料。如一幅1/20萬圖幅，按組合樣計算也 有1800個左右。分析39種元素，再加上坐標 值，總計就有7.5萬多個數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)與資 料中蘊涵著大量找礦和農(nóng)業(yè)及環(huán)境地球化學(xué) 信息。對其采用科學(xué)方法加以歸納整理，就 可以將其中的各種信息挖掘出來。 第一節(jié)第一節(jié) 原始資料的審核原始資料的審核 一、原始資料的審核一、原始資料的審核 原始資料中最主要的是分析結(jié)果原始資料中最主要的是分析結(jié)果，其次其次 是采樣記錄本、地質(zhì)觀察記錄、巖礦鑒定報是采樣記錄本、地質(zhì)觀察

2、記錄、巖礦鑒定報 告、山地工程編錄等等。告、山地工程編錄等等。此外還有一些輔助 性的材料如送樣單、外檢記錄等等。這些資 料的寶貴在于它包含了一切有用的信息，所 有后續(xù)的工作只不過是盡可能地充分應(yīng)用它 們而已。但它們往往因為原始性而不被重視， 這是不對的。原始資料要由專人在日常工作原始資料要由專人在日常工作 中經(jīng)常性地清理、審核、整飾、編排、裝訂，中經(jīng)常性地清理、審核、整飾、編排、裝訂， 確保其原始性、系統(tǒng)性與完整性。確保其原始性、系統(tǒng)性與完整性。 二、數(shù)據(jù)質(zhì)量評定二、數(shù)據(jù)質(zhì)量評定 不言而喻，利用不可靠的原始數(shù)據(jù)進行整 理是很危險的。所以第一步就要對數(shù)據(jù)的質(zhì) 量進行檢查，質(zhì)量檢查其實應(yīng)從工作一開

3、始 就著手進行。其方法就是選擇一些取樣點重選擇一些取樣點重 復(fù)取樣，檢查點的總數(shù)約占復(fù)取樣，檢查點的總數(shù)約占3一一5，太多了 不經(jīng)濟，太少了無代表性。 為了使質(zhì)量檢查有一個客觀的數(shù)值標志， 化探工作中最常用的是方差分析方法方差分析方法。方差 分析不但可以對工作質(zhì)量提出一個定量的標 準，而且還能找出影響質(zhì)量的原因及評價圖 件的穩(wěn)定性。 第二節(jié)第二節(jié) 地球化學(xué)制圖地球化學(xué)制圖 地球化學(xué)圖件通常包括實際材料圖和綜 合性圖件。 一、實際材料圖一、實際材料圖 實際材料圖，是一種客觀地反映地球化是一種客觀地反映地球化 學(xué)找礦中采樣點的位置、編號及樣品分學(xué)找礦中采樣點的位置、編號及樣品分 析成果等實際材料的

4、圖件析成果等實際材料的圖件。主要包括以 下幾種圖件： 1采樣位置圖及原始數(shù)據(jù)圖采樣位置圖及原始數(shù)據(jù)圖 采樣位置圖是最常用的實際材料圖。一般一般 是在與野外實際用圖相同或大一倍比例尺的是在與野外實際用圖相同或大一倍比例尺的 平面圖上，標明采樣線、采樣的位置及樣品平面圖上，標明采樣線、采樣的位置及樣品 號號。若標上每個點指示元素含量的話就是原若標上每個點指示元素含量的話就是原 始數(shù)據(jù)圖。始數(shù)據(jù)圖。原始數(shù)據(jù)圖最大限度地保存了資料 的原始性，是一種很重要的圖件。在西方國家， 加工過的圖件公開出版，私人探礦公司可以免 費得到，但他們寧愿花錢去買原始數(shù)據(jù)。它是 一種很重要的圖件。利用原始數(shù)據(jù)圖，不僅可 制

5、作各種有關(guān)綜合圖件，研究推斷解釋問題， 而且還可供以后以新的觀點，新的技術(shù)方法來 研究，為找礦進行新的解釋推斷。 1 243 001 002 003 004 005 006 007 008 009 010 011 012 013 015 014 016 采樣位置圖采樣位置圖 1 243 001 002 003 004 005 006 007 008 009 010 011 012 013 015 014 016 原始數(shù)據(jù)圖原始數(shù)據(jù)圖 1015 100 15 5035 150 1520 10 160 200 45 15 35 15 測線測線 采樣點號采樣點號 分析結(jié)果分析結(jié)果 每張原始數(shù)據(jù)圖上，

6、最多只標明兩種元每張原始數(shù)據(jù)圖上，最多只標明兩種元 素的含量素的含量。若元素過多，勢必影響圖面 的負擔，影響圖面的清晰。對原始數(shù)據(jù) 圖來說，更重要的是數(shù)據(jù)的準確性，要 求百分之百百分之百的檢查，保證數(shù)據(jù)準確無誤。 2.地球化學(xué)剖面圖地球化學(xué)剖面圖 這是地質(zhì)剖面與指示元素含量變化曲線相結(jié)合這是地質(zhì)剖面與指示元素含量變化曲線相結(jié)合 的一種圖示方法的一種圖示方法。這樣可清晰地反映地質(zhì)構(gòu)造與礦 化特點對元素含量變化的關(guān)系。 地球化學(xué)剖面圖上，橫坐標表示采樣位置，縱橫坐標表示采樣位置，縱 坐標表示含量。坐標表示含量?？v坐標可用算術(shù)比例尺、對數(shù)比例 尺及或其他比例尺。算術(shù)比例尺適于反映低含量的 變化，對數(shù)

7、比例尺適于反映高含量的變化。 地球化學(xué)剖面圖還可與勘探剖面圖結(jié)合起來編 制，反映鉆孔中元素的含量變化；也可將各個工程 測量的成果聯(lián)系起來，以含量濃度帶來表示。 地層往狀圖中，元素的含量變化曲線圖與地球 化學(xué)剖面圖的編制方法相似。 地球化學(xué)剖面圖地球化學(xué)剖面圖 背景上限背景上限 背景背景 3.地球化學(xué)平剖面圖地球化學(xué)平剖面圖 這是一種在同一平面圖上表達各測線地球化學(xué)在同一平面圖上表達各測線地球化學(xué) 測量成果的圖件測量成果的圖件。也就是說，把剖面圖按剖面所 在的位置擺布，構(gòu)成平剖圖。因此，地球化學(xué)平 剖面圖不僅可反映地表各剖面上元素的含量變化， 而且可用來對比地表各測線上的測量成果。 平剖圖的比例

8、尺可以不同于取樣時的比例尺， 但以每條測線異常表示明顯而其曲線又不經(jīng)常交 織在一起為宜。通常橫坐標（測線）比例尺應(yīng)使通常橫坐標（測線）比例尺應(yīng)使 點距不小于點距不小于2mm，不大于，不大于1cm；縱坐標（元素含；縱坐標（元素含 量）比例尺應(yīng)使正常含量不超過量）比例尺應(yīng)使正常含量不超過2mm。 地球化學(xué)平剖面圖可用于大中比例尺的土壤地 球化學(xué)測量和巖石地球化學(xué)測量。與物探方法配 合工作時，也常使用這種圖件。 4.地球化學(xué)平面圖地球化學(xué)平面圖 這是從平面上反映與成礦有關(guān)的元素從平面上反映與成礦有關(guān)的元素 含量變化的圖件。含量變化的圖件。 在大區(qū)域進行低密度的中小比例尺地化測 量時，由于測線和測點間

9、距大，有時相鄰 的測線、測點的成果不能對比，故常用圈 式圖、帶式圖或符號圖。也可根據(jù)前種圖 上數(shù)據(jù)經(jīng)滑動平均后，再用內(nèi)插法以等值 線在圖上圈定。目前，區(qū)化中常用對數(shù)間 隔的等值線圖，如logM=0.20.4等差系 列。 帶式圖 圈式圖 在大比例尺測量時，由于測線、測點間距 小，化探成果易進行對比，連續(xù)性好，所以 多采用等濃度線或等值線來表達異常內(nèi)指示 元素的含量及其變化。 等濃度線圖或等值線圖等濃度線圖或等值線圖都是把異常范圍內(nèi)元 素的所有等含量點連接成圓滑曲線而編制的 一種圖件。等濃度線圖一般采用單元素三級 分帶的方法將巖石的含量分為一、二、三級 或內(nèi)、中、外三帶，由此據(jù)內(nèi)插法進行圈圖。 一

10、般間隔為 （等比系列，a=2，3，4； n=0，1，2）。而等值線圖則是用算術(shù)或?qū)?shù) 間隔來劃分，如logM=0.1，0.2，0.3，。 A nC a 這種的優(yōu)點在于能修飾異常的不均勻性， 更好地顯示可能礦體的形態(tài)和組分的分 帶特征。 以上各種圖件，每張圖上可標明每張圖上可標明12種種 元素。剖面圖上元素種類可稍多些，但元素。剖面圖上元素種類可稍多些，但 應(yīng)以圖面清晰為原則。應(yīng)以圖面清晰為原則。 二、綜合性圖件的編制二、綜合性圖件的編制 綜合異常圖是把多個元素異常表達在一張圖把多個元素異常表達在一張圖 上。圖上一般不標原始數(shù)據(jù)上。圖上一般不標原始數(shù)據(jù)。如異常分布圖、 綜合異常圖、地球化學(xué)分區(qū)圖

11、及各種成礦預(yù) 測圖等。在編制綜合異常圖件中，除常用的 把單個元素異常疊合成圖外，也可以利用幾 種元素含量（襯度）之和（如Cu+Pb+Zn）或 含量之積（如AsSb）成圖，也可利用單元素 的比值（如Pb/Zn）或多元素乘積的比值（如 AsSb/CuMo）成圖。編制這類圖件時，所 選擇的往往是性質(zhì)相近或在找礦及研究作用 相似的元素或元素組，因此編出圖件可以起 強化異常的作用，能更好地反映出某種規(guī)律 來。 隨著計算機的應(yīng)用，利用多元統(tǒng)計分析 也可編繪各種圖件，如利用趨勢分析、 滑動平均分析、回歸分析、判別分析、 點群分析、因子分析等方法時都有相應(yīng) 的圖件。 山東省金地球化學(xué)塊體分布圖山東省金地球化學(xué)

12、塊體分布圖(附金礦點分布圖附金礦點分布圖) 1.特大型金礦床特大型金礦床;2.大型余礦床大型余礦床;3.中型金礦床中型金礦床;4.小型金礦床小型金礦床;5.金礦點金礦點;6.金礦化點金礦化點;7.破碎帶蝕變巖破碎帶蝕變巖 型金礦型金礦;8.含金石英脈型會礦含金石英脈型會礦;9.含金硫化物石英脈型金礦含金硫化物石英脈型金礦;10.變質(zhì)熱液含金石英脈型金礦變質(zhì)熱液含金石英脈型金礦:I1.礫巖礫巖 型金礦型金礦;12.隱爆角礫巖型金礦隱爆角礫巖型金礦:13.矽卡巖型金礦矽卡巖型金礦;14一火山巖型金礦一火山巖型金礦;15.古近紀和新近紀沖積型金古近紀和新近紀沖積型金 礦礦;16.第四紀沖積型金礦第四

13、紀沖積型金礦 第三節(jié)第三節(jié) 背景上限的確定及背景上限的確定及 異常圖的圈定異常圖的圈定 一、背景值及背景上限的確定一、背景值及背景上限的確定 （一）背景值及背景上限的原則（一）背景值及背景上限的原則 確定背景值及背景上限的正確與否對化探找礦效果影 響很大。應(yīng)注意下列原則： 盡量選取遠離已知礦化地區(qū)的樣品；盡量選取遠離已知礦化地區(qū)的樣品； 按工區(qū)不同地質(zhì)單元統(tǒng)計（如不同時代、不同巖性按工區(qū)不同地質(zhì)單元統(tǒng)計（如不同時代、不同巖性 統(tǒng)計）；統(tǒng)計）； 每個單元的樣品數(shù)在每個單元的樣品數(shù)在50100個或更多些；個或更多些； 可將大于可將大于 的數(shù)據(jù)剔除，以免計算結(jié)果偏高。的數(shù)據(jù)剔除，以免計算結(jié)果偏高。

14、Sx3 （二）背景值及背景上限的確定方法 1.圖解法圖解法 長剖面法長剖面法:這種方法是建立在地質(zhì)剖面觀這種方法是建立在地質(zhì)剖面觀 察基礎(chǔ)之上的，在測制地質(zhì)剖面的同時，察基礎(chǔ)之上的，在測制地質(zhì)剖面的同時， 按一定的間距采取巖石（或土壤）樣品，按一定的間距采取巖石（或土壤）樣品， 分析所需幾種指示元素的含量，編繪地球分析所需幾種指示元素的含量，編繪地球 化學(xué)綜合剖面圖（包據(jù)地質(zhì)剖面和元素含化學(xué)綜合剖面圖（包據(jù)地質(zhì)剖面和元素含 量變化曲線）。剖面的長度應(yīng)能較完整反量變化曲線）。剖面的長度應(yīng)能較完整反 映背景和異常全貌為宜。作圖后，對比地映背景和異常全貌為宜。作圖后，對比地 質(zhì)剖面和元素含量變化曲線

15、來確定背景值質(zhì)剖面和元素含量變化曲線來確定背景值 和背景上限。和背景上限。 長剖面法確定背景及背景上限 直方圖解法直方圖解法: 應(yīng)用直方圖解法確定背景值及背景應(yīng)用直方圖解法確定背景值及背景 上限的依據(jù)，是建立在元素在地質(zhì)體中上限的依據(jù)，是建立在元素在地質(zhì)體中 一般是正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布的理論一般是正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布的理論 基礎(chǔ)之上的。應(yīng)用這種方法時，首先統(tǒng)基礎(chǔ)之上的。應(yīng)用這種方法時，首先統(tǒng) 計繪制元素含量的頻率直方圖，然后根計繪制元素含量的頻率直方圖，然后根 據(jù)正態(tài)分布（或?qū)?shù)正態(tài)分布）特點，據(jù)正態(tài)分布（或?qū)?shù)正態(tài)分布）特點， 確定眾數(shù)值確定眾數(shù)值M0，用其代表背景值；，用其代表背景值；

16、 確定的均方差確定的均方差 （標準離差），并據(jù)此確（標準離差），并據(jù)此確 定背景上限（或稱異常下限）。定背景上限（或稱異常下限）。 概率格紙法概率格紙法： 元素在地質(zhì)體中呈正態(tài)分布或?qū)?shù)正元素在地質(zhì)體中呈正態(tài)分布或?qū)?shù)正 態(tài)分布的基礎(chǔ)之上。態(tài)分布的基礎(chǔ)之上。 概率格紙是一種特殊的坐標紙，它概率格紙是一種特殊的坐標紙，它 的縱坐標按正態(tài)概率函數(shù)的數(shù)值分度，的縱坐標按正態(tài)概率函數(shù)的數(shù)值分度， 橫坐標用對數(shù)分度或普通分度。這樣，橫坐標用對數(shù)分度或普通分度。這樣， 當一個母體其含量服從對數(shù)正態(tài)時，其當一個母體其含量服從對數(shù)正態(tài)時，其 累積概率分布在這種圖上成為一條直線，累積概率分布在這種圖上成為一條直

17、線， 直線的斜率就是方差。如果有兩個以上直線的斜率就是方差。如果有兩個以上 的分布復(fù)合，則復(fù)合分布成曲線。的分布復(fù)合，則復(fù)合分布成曲線。 需要需要 進行分解。進行分解。 單一母體的累積頻率單一母體的累積頻率 及背景值的求解及背景值的求解 2.計算法計算法： 通過計算來確定背景值和背景上限，也是通過計算來確定背景值和背景上限，也是 以均值或眾數(shù)值來代替背景值。以均值或眾數(shù)值來代替背景值。 正常地段的計算法正常地段的計算法 在正常地段，背景值是通過計算均值來確在正常地段，背景值是通過計算均值來確 定的。元素的分布型式不同，計算的方法也不定的。元素的分布型式不同，計算的方法也不 一樣。一樣。 A.當

18、元素是當元素是正態(tài)分布正態(tài)分布時，利用計算算術(shù)平均時，利用計算算術(shù)平均 值的方法，公式如下：值的方法，公式如下： 各樣品中某元素的含量: 1 xi n xi xCo n i B.當元素是對數(shù)正態(tài)分布對數(shù)正態(tài)分布時，可利用計 算幾何平均值的方法，公式如下： C.求均方根差和異常下限求均方根差和異常下限： n i n ng xi n Co xxxxxGCo 1 321 lg 1 lg )( 兩邊取對數(shù) 2 1 2 1 2 1 2 1 )(lg 1 1 )(lg 1 1 lg )( 1 1 )( 1 1 n i n i n i n i Coxifi N Coxi N S Coxifi N Coxi

19、N S 對數(shù)均方差 均方差 上式在上式在Co是對數(shù)學(xué)期望是對數(shù)學(xué)期望的估計，的估計，S是對是對的一的一 種估計，在計算種估計，在計算S的公式不用的公式不用N而用而用N-1除是除是 S對對的無偏估計的無偏估計。 3.求背景上限（異常下限）求背景上限（異常下限）： R是決定可靠性的一個系數(shù)。是決定可靠性的一個系數(shù)。R一般選在一般選在 13之間，多用之間，多用2。R值選得大，即背景上限值選得大，即背景上限 劃得高些，異?？煽浚菀装岩恍┤醍惓澋酶咝?，異常可靠，但容易把一些弱異常 掩蓋掉，反之，異常范圍變大，可能把部分掩蓋掉，反之，異常范圍變大，可能把部分 背景含量當異常背景含量當異常。 SRCo

20、Ca RSCoCa lglglg 對數(shù)正態(tài)分布 正態(tài)分布 二、地球化學(xué)異常圖的圈定二、地球化學(xué)異常圖的圈定 異常圈定時應(yīng)考慮下述原則：異常圈定時應(yīng)考慮下述原則： 1.仔細考察數(shù)據(jù)特征，合理確定各含量帶的仔細考察數(shù)據(jù)特征，合理確定各含量帶的 間隔；間隔； 2.結(jié)合地質(zhì)條件來勾畫異常的規(guī)模大小和確結(jié)合地質(zhì)條件來勾畫異常的規(guī)模大小和確 定異常的形態(tài)產(chǎn)狀；定異常的形態(tài)產(chǎn)狀； 3.勾畫異常范圍時，應(yīng)考慮異常源的可能存勾畫異常范圍時，應(yīng)考慮異常源的可能存 在范圍；在范圍； 4.異常中可以包括個別非異常點。但與附近異常中可以包括個別非異常點。但與附近 三點或五點的平均值應(yīng)達到該帶的異常數(shù)值。三點或五點的平均

21、值應(yīng)達到該帶的異常數(shù)值。 5.當數(shù)據(jù)起伏較大時，可采用三點或五點移當數(shù)據(jù)起伏較大時，可采用三點或五點移 動平均法壓低起伏，然后再進行圈圖。動平均法壓低起伏，然后再進行圈圖。 0 .5 0 .5 銅 鉬 礦 區(qū)異 常 平 面 圖M o 1 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5

22、 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .5 4 4 2 8 0 .8 1 .5 1 0 .5 0 .5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5 0 . 5

23、 0 . 5 0 . 8 0 . 5 0 . 80 . 8 0 . 8 1 1 .5 4 2 4 .5 1 .5 1 5 5 0 . 83 2 5 8 0 1 0 4 0 5 0 3 2 0 0 1 0 0 2 0 0 2 1 0 .5 1 5 5 8 2 3 5 3 3 5 3 0 5 0 8 0 8 0 4 0 2 2 8 4 0 5 0 5 5 0 8 0 8 0 4 1 5 1 2 1 5 4 0 1 0 1 0 0 1 5 0 1 5 0 1 5 0 2 0 0 1 6 0 5 0 1 0 5 0 1 5 0 2 0 0 3 5 5 0 0 2 4 1 03 5 1 0 0 8 0

24、0 3 0 0 3 2 4 3 9 5 1 5 0 1 5 0 4 0 0 42 1 0 2 0 3 0 3 4 1 0 3 5 0 5 0 8 0 0 1 6 0 3 5 0 3 5 0 1 5 0 1 5 0 1 0 0 2 0 0 4 0 3 5 0 1 5 0 8 0 5 5 1 0 2 0 .5 1 1 .5 2 0 .5 0 .5 3 0 .55 1 5 1 5 5 4 0 3 5 4 1 3 5 3 5 3 5 1 5 2 0 1 0 5 0 0 8 5 5 5 7 5 0 3 0 1 0 0 0 2 0 0 1 5 0 8 0 7 0 5 0 8 0 8 0 0 2 0 8 5

25、 0 8 0 1 0 2 0 1 0 2 0 0 5 3 5 5 4 0 1 5 0 1 0 0 5 0 5 0 2 0 0 3 0 1 0 P t P t P t P t P t 1 5 0 3 5 0 1 5 0 2 0 1 0 0 1 02 0 2 0 4 0 1 5 1 5 1 0 8 0 5 o 1 0 0 8 1 5 0 8 0 8 0 0 2 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 3 5 0 4 1 0 0 0 8 0 3 5 1 0 1 3 2 2 5 2 04 0 2 0 0 3 5 0 3 5 0 .5 0 .5 0 .5 0 .50 .5 0 .5 0 .5 1 .5 1 .5 1 .5 1 .5 1 1 1 .5 1 0 3 2 0 2 2 4 3 0 .8 1 1 0 1 0 1 .5 3 .5 0 .5 0 .5 0 .5 1 2 3 5 2 .53 2 4 0 4 0 4 1 5 1 5 1 0 1 0 0 .5 1 0 5 5 0 2 0 8 6 0 .5 5 1 5 0 .51 5 1 51 1 5 5 3 5 0 .