利用襯度法繪制化探綜合異常圖

李　歡　徐國志　劉宏哲　馮　盼

(河北地質(zhì)大學(xué)研究生院)

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利用襯度法繪制化探綜合異常圖

李歡徐國志劉宏哲馮盼

(河北地質(zhì)大學(xué)研究生院)

摘要在化探掃面工作的基礎(chǔ)上，現(xiàn)階段我國正進(jìn)行的整裝勘查區(qū)1∶50 000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作均配備了地球化學(xué)測量工作，該工作已成為我國找礦工作的重點。在分析常規(guī)綜合異常圖繪制方法的基礎(chǔ)上，以內(nèi)蒙古錫林浩特某地的區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作為例，詳細(xì)分析了利用襯度法繪制綜合異常圖的具體流程。實踐表明，采用該方法繪制的綜合異常圖不僅圖面清晰，而且有利于指導(dǎo)找礦工程的布設(shè)。

關(guān)鍵詞襯度法綜合異常圖單元素襯度值總襯度值

地球化學(xué)測量可分為系統(tǒng)采樣、測試分析、數(shù)據(jù)整理等3個部分，其中，數(shù)據(jù)整理工作具有承上啟下的關(guān)鍵性作用，既是對前期野外工作的系統(tǒng)總結(jié)，也可指導(dǎo)下一步的找礦工作。本研究在詳細(xì)分析現(xiàn)階段我國地質(zhì)行業(yè)化探綜合異常圖繪制方法的基礎(chǔ)上，提出采用襯度法繪制化探綜合異常圖的思路。

1常規(guī)綜合異常圖繪制方法

現(xiàn)階段化探工作中所涉及異常圖主要包括單元素異常圖、組合異常圖和綜合異常圖。單元素異常圖的繪制步驟包括原始數(shù)據(jù)整理、離散數(shù)據(jù)網(wǎng)格化和平面等值線繪制。組合異常圖是建立在單元素異常圖之上，依據(jù)工作區(qū)所屬成礦帶元素特征、地質(zhì)背景、元素遷移規(guī)律、元素富集與貧化特征，結(jié)合各元素分析數(shù)據(jù)的相關(guān)性特征，最終確定元素組合，將每一種組合中的相關(guān)單元素異常進(jìn)行添加，即可形成組合異常圖。綜合異常圖是指將所有分析元素的異常特征全部顯示于同一幅異常圖中，該方法是基于已完成的組合異常圖，將所有繪制完成的組合異常圖進(jìn)行疊加，即可形成綜合異常圖。

2襯度法繪制綜合異常圖思路

綜合異常圖是在組合異常圖的基礎(chǔ)上，研究幾組元素的空間分布規(guī)律的綜合性圖件[1-4]。該定義在一定程度上與組合異常圖無太大差異，僅增加了元素數(shù)量，同時也增加了圖面負(fù)擔(dān)，也無法完全代表研究區(qū)內(nèi)所有元素的地球化學(xué)特征。為在同一幅綜合異常圖中更全面、系統(tǒng)地顯示研究區(qū)內(nèi)所有元素的地球化學(xué)特征，需將所有元素的含量值進(jìn)行疊加。實驗室內(nèi)對元素進(jìn)行常規(guī)分析時，某些元素在地殼中的豐度值相對較高，分析值可達(dá)10-6數(shù)量級；某些元素在地殼中的豐度值相對較低，分析值可達(dá)10-9數(shù)量級。若僅簡單的對所有元素的分析值進(jìn)行疊加，無疑會減弱某些含量相對較低(10-6數(shù)量級)元素的異常強度。為消除數(shù)量級不同而造成的影響，在利用襯度法繪制綜合異常圖時，提出了“單元素襯度值(single element contrast value，SECV)”和“總襯度值(Total contrast value，TCV)”的概念。單元素襯度值可定義為某元素分析數(shù)據(jù)與該元素異常下限的比值，當(dāng)單元素襯度值≥1以上時，表明該采樣點的某元素分析結(jié)果大于異常下限，可形成該元素異常，將該值定義為異常襯度值(Anomaly contrast，AC)；當(dāng)單元素襯度值<1時，表明該采樣點的某元素異常下限大于分析結(jié)果，無法形成元素異常?？傄r度值可定義為某采樣點所有分析元素異常襯度值之和與異常元素數(shù)量的比值。單元素襯度值為分析結(jié)果與異常下限的比值，屬于無量綱參數(shù)，故通過取平均值得到的總襯度值也屬于無量綱參數(shù)，因而有利于不同含量級別元素之間的疊加。所謂襯度法，即通過對分析數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到每個采樣點的總襯度值，以總襯度值≥1為異常下限，勾繪等值線，繪制綜合異常圖，通過設(shè)置不同類型的步長(表1)，繪制綜合異常圖進(jìn)行比對，綜合考慮成圖效果，同時結(jié)合實際成礦條件，認(rèn)為以2n為步長生成的綜合異常圖既美觀又清晰。

表1　步長設(shè)置對比

3應(yīng)用實例

內(nèi)蒙古錫林浩特某地區(qū)已完成了區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作，化探樣品分析時共分析了16種元素，且通過化探方法初步圈定了規(guī)模相當(dāng)?shù)你U鋅多金屬礦產(chǎn)。通過對該區(qū)域化探樣品分析數(shù)據(jù)的整理和圖件的編制，采用襯度法繪制綜合異常圖，流程見圖1。

圖1　綜合異常圖繪制流程

3.1原始數(shù)據(jù)整理

將化探采樣點位和樣品分析數(shù)據(jù)存儲于Excel表中，其中X坐標(biāo)位于第1列，Y坐標(biāo)位于第2列，16種元素分析數(shù)據(jù)位列其后。

3.2確定異常下限

將上式計算結(jié)果轉(zhuǎn)換為非對數(shù)形式，即可得到異常下限值。

上述計算過程可能在繪制單元素異常圖時已完成。對于異常下限的確定，建議采用SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

3.3數(shù)據(jù)分析

(1)計算單元素襯度值，即某元素的分析結(jié)果與該元素異常下限的比值，可利用Excel表完成計算。

(2)區(qū)分采樣點有無異常，即當(dāng)單元素襯度值≥1時，在計算總襯度值時采用該數(shù)據(jù)；當(dāng)單元素襯度值<1時，在計算總襯度值時舍棄該數(shù)據(jù)，并將其單元素襯度值取為0。通過區(qū)分采樣點有無異常，可得到16種元素的單元素襯度值表。該過程可采用Excel表中IF函數(shù)實現(xiàn)。

(3)計算總襯度值，該值為某采樣點所有分析元素異常襯度值之和與異常元素數(shù)量的比值，可在單元素襯度值表中進(jìn)行計算。異常襯度值數(shù)量可通過Excel表中的COUNTIF函數(shù)實現(xiàn)。異常襯度值之和即為單元素襯度值表中所有數(shù)值之和。通過上述運算，在計算總襯度值時僅需進(jìn)行簡單的函數(shù)運算即可完成。在總襯度值計算完畢后，新建一個Excel表，其中，X坐標(biāo)位于第1列，Y坐標(biāo)位于第2列，總襯度值Z位于第3列，將該Excel表另存為 “.txt”格式。

3.4離散數(shù)據(jù)網(wǎng)格化

對分析數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格化處理，使原本并無關(guān)聯(lián)的相鄰采樣點產(chǎn)生聯(lián)系，是繪制等值線圖的核心。本研究利用MapGIS軟件的DTM分析功能完成離散數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化處理。

3.5平面等值線圖繪制

平面等值線圖繪制是對網(wǎng)格化數(shù)據(jù)文件的圖面顯示，將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換為直觀圖形，該過程將形成初步的綜合異常圖。詳細(xì)步驟為①MapGIS軟件→空間分析→DTM分析→Grd模型→平面等值線圖繪制，選取已經(jīng)生成的網(wǎng)格化數(shù)據(jù)文件(*.Grd)；②參數(shù)設(shè)置，該操作步驟至關(guān)重要，不僅關(guān)系到所生成的綜合異常圖的正確性，而且關(guān)系到圖面整體的美觀性，可在設(shè)置等值線參數(shù)對話框中選擇等值線套區(qū)、繪制色階、保留邊界線、等值線光滑處理(光滑度為高程度)、軸向標(biāo)尺。由于本研究采用的是 1∶ 50 000 區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作所得的化探分析數(shù)據(jù)，故在制圖幅面中應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)投影變換。在等值層值中，等值線層分段參數(shù)起始值設(shè)置為1，設(shè)置等值層值時，以2n為步長無法設(shè)置步長增，故需手動填寫等值層值，具體數(shù)值可參考表1。注記參數(shù)設(shè)置時要求每條等值線都須有標(biāo)記，設(shè)置完成后如圖2所示。上述參數(shù)設(shè)置完畢后，點擊“確定”，即可生成等值線圖，并保存為相應(yīng)的點、線、面文件。

圖2　等值線參數(shù)設(shè)置界面

3.6圖面修飾

將生成的等值線圖與地質(zhì)圖進(jìn)行套合，調(diào)整圖中字體大小、角度、疊壓情況，使圖面總體美觀。

4結(jié)語

結(jié)合內(nèi)蒙古錫林浩特某地區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作成果，提出了利用襯度法繪制化探綜合異常圖的基本思路，并對具體的繪制步驟進(jìn)行了詳細(xì)分析。研究表明，利用襯度法繪制化探綜合異常圖不僅操作簡單，而且可減輕圖面負(fù)擔(dān)，提高圖幅的清晰度，有一定的實用價值。

參考文獻(xiàn)

[1]馬振東.礦產(chǎn)資源地球化學(xué)模型建立與定量預(yù)測研究——以長江中下游銅多金屬成礦帶為例[R].武漢：中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)，2008．

[2]馬振東.礦產(chǎn)資源地球化學(xué)模型建立與定量預(yù)測研究——以西藏岡底斯銅多金屬成礦帶為例[R].武漢：中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)，2009．

[3]馬振東.礦產(chǎn)資源地球化學(xué)模型建立與定量預(yù)測研究方法指南[R].北京：中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，2010．

[4]中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)部.DZ/T 0011—911∶50 000地球化學(xué)普查規(guī)范[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1992.

(收稿日期2015-11-01)

李歡(1990—)，男，碩士研究生，050031 河北省石家莊市裕華區(qū)槐安東路136號。