區(qū)域化探數(shù)據(jù)在淺覆蓋區(qū)地質(zhì)填圖中的應(yīng)用方法研究

柯霖

摘 要：區(qū)域化探數(shù)據(jù)涵蓋了大量的地質(zhì)信息，為淺覆蓋區(qū)區(qū)域地質(zhì)填圖提供了支持。主要研究了區(qū)域化探數(shù)據(jù)在淺覆蓋區(qū)地質(zhì)填圖中的應(yīng)用方法，將區(qū)域化探資料充分應(yīng)用其中，獲得地質(zhì)填圖信息，使淺覆蓋區(qū)地質(zhì)填圖形成了較高的質(zhì)量，區(qū)域化探數(shù)據(jù)在淺覆蓋區(qū)地質(zhì)填圖中應(yīng)用方法的研究，指導(dǎo)其更好地應(yīng)用在淺覆蓋區(qū)地質(zhì)填圖，同時(shí)也為學(xué)者研究提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：區(qū)域化探數(shù)據(jù)；淺覆蓋區(qū)；地質(zhì)填圖；應(yīng)用

中圖分類號： P632；TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）36-105-2

0 引言

我國采樣介質(zhì)多數(shù)為水系沉積物，得到許多有關(guān)區(qū)域地球化學(xué)的數(shù)據(jù)，在有色金屬與貴金屬的查找方面扮演了重要角色，生成了眾多的基礎(chǔ)地球化學(xué)信息，支撐了基礎(chǔ)地質(zhì)、區(qū)域地質(zhì)等研究。區(qū)域化探為中國地質(zhì)找礦工作提供了長久的支撐，引領(lǐng)了整體地質(zhì)找礦工[1]。區(qū)域化探數(shù)據(jù)資源的拓寬與深入發(fā)掘一直是研究的重點(diǎn)問題。部分研究人員對區(qū)域化探數(shù)據(jù)在基礎(chǔ)地質(zhì)與區(qū)域地質(zhì)等應(yīng)用的研究進(jìn)行了深入探究，主要采用了指標(biāo)間接推斷方法，該方法是在元素含量及富集系數(shù)的基礎(chǔ)上形成的一類方法，研究受到一定限制。區(qū)域地質(zhì)填圖中區(qū)域化探數(shù)據(jù)的應(yīng)用技術(shù)方面尚需研究，針對淺覆蓋區(qū)基巖地質(zhì)填圖信息，文中所使用的化探數(shù)據(jù)，按照1∶20萬的比例，為淺覆蓋區(qū)區(qū)域地質(zhì)填圖提供了支撐與保障。

1 基本原理與方法

1.1 基巖巖石類型推斷方法

只有明確了覆蓋層下的巖石類型，才能為淺覆蓋區(qū)地質(zhì)填圖創(chuàng)造條件。要想進(jìn)行巖石分類與命名，一定要了解巖石化學(xué)成分與礦物成分。以水系沉積物化學(xué)成分為依據(jù)，也就明確了基巖巖石類型。

基巖礦物成分推斷方法。水系沉積物構(gòu)成物質(zhì)種類多，含有殘留原生礦物、碳酸鹽與有機(jī)質(zhì)等。盡管原生礦物種類與含量在水系沉積物中受原巖類型與樣品粒度等的影響較大， 而殘留斜長石牌號和原巖類型有很大關(guān)系，較直接地表現(xiàn)出原巖特征。石英、斜長石耐風(fēng)化能力不同于鉀長石， 在水系沉積物有各自的比例，與巖石類型、風(fēng)化程度等因素有關(guān)，如果采樣條件相同，將石英、斜長石、鉀長石的相對質(zhì)量視為與原巖類型相關(guān)。通過分析他們的相對含量，推定出原巖礦物構(gòu)成， 最終確定巖石類型。

基巖巖石化學(xué)成分推斷方法。水系沉積物，是巖石風(fēng)化形成的一種物質(zhì)，產(chǎn)生的物質(zhì)比較均勻。影響水系沉積物化學(xué)成分的因素包括粒級選擇與有機(jī)質(zhì)混入等。如果有機(jī)物摻入化學(xué)樣品中，導(dǎo)致數(shù)據(jù)定和性受到破壞。定和性，表現(xiàn)為地球化學(xué)數(shù)據(jù)的本質(zhì)特征。通?？偟乃党练e物樣品的氧化物比1小。因?yàn)檫@種情況的存在，致使水系沉積物與原巖的化學(xué)成分表現(xiàn)出很大程度的不同。

1.2 地質(zhì)推斷解釋

1.2.1 地質(zhì)填圖單元

地質(zhì)填圖一個(gè)主要的方面就是其屬性與邊界的確定。一個(gè)地質(zhì)填圖單元內(nèi)部的巖石組合具有相同的地質(zhì)年代，通常類似的元素相互組合在一起。將多元統(tǒng)計(jì)方法應(yīng)用其中，將特征元素組合提取出來，因?yàn)樵亟M合與樣品空間之間包含一定的關(guān)系，以此對“地球化學(xué)區(qū)”實(shí)施圈定?；诘厍蚧瘜W(xué)分區(qū)，在巖石類型特征與巖石組合比較的基礎(chǔ)上通過分解、合并轉(zhuǎn)變“地球化學(xué)區(qū)”，生成了地質(zhì)填圖單元。因?yàn)椤暗厍蚧瘜W(xué)區(qū)”存有界限，進(jìn)行了界限的推斷。地球化學(xué)分區(qū)的具體流程包括以下幾種：

①分析R型因子后，明確了R型因子負(fù)載矩陣；②由于因子負(fù)載具有不同的大小與符號，找出各因子對應(yīng)的元素組合，也就定下了變量組合類型；③基于不同樣品在所有因子獲得的最大分值，明確樣品所類屬的元素組合類型；④空間中臨近同樣元素的樣品連接在一起，也便形成了各自的地球化學(xué)區(qū)。

1.2.2 斷裂構(gòu)造

斷裂構(gòu)造的確定，需要結(jié)合空間分布形態(tài)中的礦化劑元素組合與接觸邊界幾何形態(tài)，堅(jiān)持三個(gè)基本原則：原則一，礦化劑元素形成的地段表現(xiàn)出現(xiàn)狀分布；原則二，2個(gè)元素形成的組合區(qū)，地段表現(xiàn)出線狀展布；接觸邊界體現(xiàn)出平直突變；原則三，斷裂傾向的確定，結(jié)合了斷裂兩端的規(guī)模與形態(tài)，斷裂拓寬了礦化劑元素的組合面積與規(guī)模。

2 淺覆蓋區(qū)地質(zhì)填圖中區(qū)域化探數(shù)據(jù)應(yīng)用實(shí)例

2.1 淺覆蓋區(qū)概況

研究實(shí)例選取塔河地區(qū)位。該地區(qū)植被生長茂密，通常腐殖土層與殘坡積碎石層有約2m的厚度，局部地段更高，是一種典型的淺覆蓋區(qū)。區(qū)內(nèi)地層30%左右是中生代火山巖。侵入巖較多，在研究區(qū)面積中占一半比例以上，巖石種類多，基性巖、酸性都有露出，主要是花崗巖。巖石主要是物理風(fēng)化，使得眾多的原生礦物碎屑與巖屑出現(xiàn)在風(fēng)化物種。水系沉積物的空間位移不大，對覆蓋區(qū)基巖地質(zhì)填圖信息的探究，為1∶20萬區(qū)域化探數(shù)據(jù)的應(yīng)用提供了良好的條件?？紤]到實(shí)際地址條件，在做足了充分研究基礎(chǔ)上，合理確定了使用區(qū)域化探數(shù)據(jù)[2]。

2.2 淺覆蓋區(qū)水系沉積物化學(xué)成分特點(diǎn)

本區(qū)域水系沉積物樣品粒級、分析項(xiàng)目分別60目、37項(xiàng)。僅Mo、W等一些元素含有較高的數(shù)據(jù)質(zhì)量。與區(qū)域巖石比起來，水系沉積物中化學(xué)成分具有較低的標(biāo)準(zhǔn)差，但不包括Sb、MnO。水系沉積物與區(qū)域巖石相比，兩者的化學(xué)成分有很大區(qū)別，相比區(qū)域巖石，水系沉積物的Zn、Zr、TiO2、P2O5等的含量較高，而Cr、Cu、SiO2、CaO等的含量偏低?；瘜W(xué)成分含量比較均勻。全部水系沉積物中TFeO、SiO2、P2O5等總含量處在70%～95%，普遍在80%以下。

2.3 推斷結(jié)果分析

1∶25 萬塔河縣包含1∶20萬圖幅4個(gè)，圖幅間部分元素并不準(zhǔn)確，運(yùn)用了邊界極限的校正方法進(jìn)行修正?；诖?，校正了水系沉積物化學(xué)成分。

Z分?jǐn)?shù)校正的應(yīng)用，典型、隨機(jī)、統(tǒng)計(jì)校正，選定計(jì)算樣品589件，根據(jù)校正的氧化物成分，依照Na2O、K2O、SiO2中氧化物，運(yùn)用了巖石學(xué)分類方案，把轉(zhuǎn)變后的水系沉積物樣品歸為巖石化學(xué)種類15個(gè)。X射線衍射與紅外光譜的應(yīng)用提示，本區(qū)域水系沉積物主要涵蓋了高嶺石、長石及鐵錳膠體等一些礦物質(zhì)。計(jì)算用物質(zhì)選定為K2O、CaO、SiO2等一些氧化物， 對水系沉積礦物構(gòu)成的計(jì)算，制定了礦物學(xué)分布圖，其包括了鉀長石與斜長石的比例關(guān)系。

在分析水系沉積物中數(shù)據(jù)因子的基礎(chǔ)上，挑選出變量組合6個(gè)，有一定的地球化學(xué)意義， 其中組合包括Sr、CaO、Ba 組合；Sb、As、Bi組合。Sb、As、Bi 組合多用于構(gòu)造識別中。以地球化學(xué)分區(qū)方法的參照，對本區(qū)域的分區(qū)與斷裂進(jìn)行了識別。

參照區(qū)域地質(zhì)資料不難發(fā)現(xiàn)，地球化學(xué)分區(qū)較好地匹配了地質(zhì)單元，相比地球化學(xué)分區(qū)， 地質(zhì)填圖單元比較多，地球化學(xué)分區(qū)與地質(zhì)單元是一對多的關(guān)系。也有一種情況存在，一個(gè)地質(zhì)單元涵蓋了多個(gè)地球化學(xué)分區(qū)。分解抑或合并地球化學(xué)單元，這才是主要的內(nèi)容。因?yàn)榈厍蚧瘜W(xué)分區(qū)與地質(zhì)單元存在一種對應(yīng)關(guān)系，實(shí)施地質(zhì)單元識別標(biāo)志的構(gòu)建，其包含了元素組合與礦物學(xué)特征等。

如果求解方法有多種，主要參照本地區(qū)地質(zhì)填圖單元本身及其之間區(qū)域分布規(guī)律與時(shí)空組合關(guān)系，層層排除，直至地球化學(xué)分區(qū)地質(zhì)歸屬的明確，運(yùn)用淺鉆驗(yàn)證，驗(yàn)證準(zhǔn)確率高于70%。參照制定的1∶25萬的地質(zhì)圖可以得出，這種方式在地質(zhì)推斷應(yīng)用中是比較有效的，適用應(yīng)用于巖漿巖區(qū)，其推斷的準(zhǔn)確性較高。由制定的地球化進(jìn)行推斷獲得，出現(xiàn)了許多新的地質(zhì)現(xiàn)象，指導(dǎo)了淺覆蓋區(qū)區(qū)域地質(zhì)填圖的進(jìn)行，提供了關(guān)鍵的地球化學(xué)數(shù)據(jù)，同時(shí)也支撐了區(qū)域基礎(chǔ)地質(zhì)問題研究。

3 結(jié)束語

相比很多常規(guī)地質(zhì)填圖方法，地球化學(xué)推斷地質(zhì)圖有明顯優(yōu)勢，能夠發(fā)現(xiàn)眾多難以發(fā)現(xiàn)的問題，有助于提升淺覆蓋區(qū)填圖質(zhì)量，指導(dǎo)區(qū)域基礎(chǔ)地質(zhì)問題的處置。地球化學(xué)推斷地質(zhì)圖涵蓋的信息量是非常大的，將傳統(tǒng)區(qū)域地質(zhì)圖有效引入其中，以提高信息承載數(shù)量。區(qū)域化探數(shù)據(jù)涵蓋了大量的地質(zhì)信息，因?yàn)槠浒吮姸嗟牡厍蚧瘜W(xué)信息，有助于認(rèn)識一些問題，如沉積環(huán)境再造與斷裂構(gòu)造識別等。區(qū)域化探數(shù)據(jù)的應(yīng)用，提高了覆蓋區(qū)地質(zhì)調(diào)差效率與質(zhì)量。區(qū)域化探數(shù)據(jù)用于地質(zhì)填圖中區(qū)域化探數(shù)據(jù)的應(yīng)用受到一定限制，主要原因包括下面幾種：因?yàn)闃悠访芏纫欢?，不易高精度圈定地質(zhì)界線；如果區(qū)域比較小，無法深入構(gòu)造內(nèi)部做出辨識。綜合使用了多種方式，如遙感與地球物理等，各種方式相互補(bǔ)充；對火山巖與變質(zhì)巖等的識別問題，化探方法的應(yīng)用是無法解決問題的，這就需要綜合使用各種方法。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 奚小環(huán)，李敏.中國區(qū)域化探若干基本問題研究：1999—2009[J].中國地質(zhì)，2012（02）：267-282.

[2] 戴慧敏，宮傳東，鮑慶中，孫中任，尤宏亮，金鑫，高飛.區(qū)域化探數(shù)據(jù)處理中幾種異常下限確定方法的對比——以內(nèi)蒙古查巴奇地區(qū)水系沉積物為例[J].物探與化探，2010（06）：782-786.