對地球化學異常界限的思考

原燁

摘 要 地質(zhì)研究是從認識到再認識的循環(huán)往復的過程，隨著研究程度的加深，背景值可能已經(jīng)不再適用，有必要加以調(diào)整，以此得到恰當?shù)牡漠惓Ｖ导爱惓＝缦蕖?/p>

關鍵詞 背景值 異常下限 地球化學

1基本理論

在地質(zhì)學中，均值與方差之間的關系：區(qū)域研究中的具有代表性且數(shù)量足夠多的樣品可以劃分出無數(shù)個樣品組，這些樣品組的樣品均值構成正態(tài)分布，圈定出的成礦靶區(qū)可以視為一個特殊的樣品組。

因此當我們將不滿足 的點作為異常時，就代表了在這些區(qū)域取樣并計算得到的均值有95%的可能性與其他區(qū)域不同，也就是與背景區(qū)域不同，顯然這些區(qū)域就代表了找礦有利部位，但這并不意味著有100%的把握成礦，仍然有5%的概率不成礦。其正確性及可靠性取決于以下兩點，首先中心極限定理應用正確即無數(shù)個樣品組的均值才滿足正態(tài)分布；其次，在樣本量有限的情況下，統(tǒng)計推論的可靠性與樣本量正相關。

能否成礦取決于是否有異常，異常是相對于背景而言的，不同地質(zhì)環(huán)境及條件下，背景值也會不同。對于新區(qū)而言，普遍適用的背景值可能是恰當?shù)?，因為在此條件下可能沒有更好地方法。對于老區(qū)而言，已經(jīng)出現(xiàn)了礦點，此時再用之前的背景值就顯得不太合理了，因為礦點及礦區(qū)的出現(xiàn)意味著此處成礦元素相對富集，那么與之對應的背景值也要比其他地區(qū)的高，所以為了更好地圈定成礦靶區(qū)，有必要對背景值進行調(diào)整。

2數(shù)學模型

在新的研究區(qū)，由于不用考慮已知礦點的影響，所以背景值不需要調(diào)整，設為B0，異常下限設為Z，通過迭代法處理后的樣本的標準差 （下同），那么Z= B0+n ，這里取n=3，表示所圈定的異常見礦的可能性有99.7%，當然也可以根據(jù)經(jīng)濟承受力對n做適當調(diào)整。

在老的研究區(qū)，就要考慮區(qū)域空間復雜度及密度的差異了。在空間上主要受到構造和已探明地區(qū)的影響，這個影響是什么機理？主要體現(xiàn)在構造對成礦元素的富集作用以及礦床已成礦元素的遷移上，他們共同影響了采樣點的背景值，而背景值是區(qū)域上的反應，所以在采樣點上便反映不出這些信息，因而需要調(diào)整。先分解討論，再歸并總結，礦床已成礦元素遷移的影響有自中心向四周遞減的趨勢，因此可以以礦床的形狀做相似圖形，使其覆蓋采樣點，并根據(jù)成礦元素質(zhì)量/總樣品質(zhì)量來計算影響值，對于多個礦床同時存在的情況，只要分別計算影響值并進行加和即可；若果有構造的話，就要對構造和礦床進行專家評分，根據(jù)評分確定各自的重要程度，然后將礦床品味在構造與礦床之間成比例分攤，分攤之后仍舊按各自形狀做相似圖形 ，使其覆蓋采樣點，并根據(jù)成礦元素質(zhì)量/總樣品質(zhì)量來計算影響值，最后將兩者的影響值加和，最后在整體上，將所有影響值加和就得到樣品背景值的調(diào)整值。

不論是構造還是多個礦床，難度最大的就是分離計算部分，最后的加總沒什么難度，而且分離部分的算法基本一致，構造與礦床的分攤部分也僅僅多乘上個比例就行，所以下面以單個礦床為例進行說明。設礦區(qū)的面積為S0，密度為 0，品味為Gr，研究區(qū)的密度為 ，巖層厚度h，以相似圖形擴大礦床區(qū)設其恰好覆蓋采樣點時的面積為S，則△=（ 0hS0Gr）/（ hS）=（ 0S0Gr）/（ S），此時有3個未知量，分別為 0， ，S。密度的求解可以查找地球物理資料，也可以用簡易方法求得，該方法為隨即采取足量的巖石樣本，測出其質(zhì)量，并用浸泡法測出體積，密度即得；面積S的求解較為復雜，最常用的圖形有三個分別為圓、橢圓、矩形。計算公式分別為圓形S1= r2，橢圓S2= ab，矩形S3=ab，礦區(qū)的面積已知，很容易得到這些參數(shù)在礦區(qū)上的值，要想得到S，只需將這些圖形的中心點O與樣品點P進行連線，其中與礦區(qū)交于點Q，利用GPS點位坐標，可以計算出OP與OQ的長度，那么就可以知道OQ延長了L=OP/OQ倍才到達Q，因為圖形等比例縮放，所以S=LS0，則△=m/M =（ 0S0Gr）/（ S）=（ 0S0Gr）/（ LS0）=（ 0Gr）/（ L）， 這只是其中一個調(diào)整值，總的調(diào)整值△總=∑（k代表第K個礦區(qū)或構造帶），所以異常值Z=△總+B0+n 。

3小結

（1）新的研究區(qū)異常值算法為Z= B0+n ，其中B0為背景值，Z為異常下限，為樣本的標準差，n為變量，依據(jù)風險偏好選擇。

（2）老的研究區(qū)異常值為Z=△總+B0+，其中B0為背景值，Z為異常下限， 為樣本的標準差，△總=∑（ k代表第K個礦區(qū)或構造帶的密度，LK代表第K個礦區(qū)或構造帶的縮放系數(shù)，Grk代表第K個礦區(qū)或構造帶的工業(yè)品味， 代表研究區(qū)的密度），n為變量，依據(jù)風險偏好選擇。

參考文獻

[1] 崔曉亮，劉婷婷，王文恒，景明，白云.昆侖布青山地區(qū)水系沉積物測量地球化學特征及找礦方向[J].物探與化探，2011，35（5）.

[2] 李玉芹，沈恒麗，王學貞.都蘭地區(qū)水系沉積物測量地球化學特征及找礦預測[J].礦物學報，2011，31（3）.

[3] 佟依坤，龔慶杰，韓東昱等.化探技術之成礦指示元素組合研究——以豫西牛頭溝金礦為例[J].成都理工大學學報，2014，50（4）.