水系沉積物低弱地球化學(xué)異常提取方法研究

郭 江

（華北地質(zhì)勘查局五一九大隊(duì)，河北 保定 071000）

目前，我國的化探工作由于受到物探工作在方法上的影響，在進(jìn)行異常區(qū)域探究提取時(shí)會(huì)按照物理式的探究模式，在確定的范圍內(nèi)將異常點(diǎn)全面包含，并且在正常區(qū)域內(nèi)也要留夠一定的寬度，這樣的異常區(qū)域提取對(duì)于地形比較平坦的區(qū)域來說還是較為合適的。但由于水系沉積物的提取一般都是在山區(qū)或者半山區(qū)進(jìn)行的，地面的坡度讓水系有明顯的趨向，使用物探方式根本就起不到作用，并且在工期和量度上也會(huì)有大量的消耗。

1 地質(zhì)特征

因?yàn)閷?duì)于水系沉積物的地球化學(xué)異常提取要根據(jù)區(qū)域的不同來進(jìn)行適當(dāng)提取方法的合理應(yīng)用，文章主要根據(jù)其中一個(gè)選擇的區(qū)域進(jìn)行簡要分析。以老撾的爬奔地區(qū)為例，它所處的地理位置于泰國西褶皺帶，西以泰國撾陷帶為鄰，南東以西褶皺帶連接。區(qū)域內(nèi)部的巖石主要是以安山巖、凝灰?guī)r、粉砂巖、砂巖、、礫巖、石灰?guī)r等為主，其中凝灰?guī)r和礫巖較少，主要以安山巖和砂巖占據(jù)多數(shù)，主要以北東向韌性切帶為邊緣，砂巖主要分布于東側(cè)，安山巖主要分布于西側(cè)，石灰?guī)r沿著北東方向向著兩側(cè)呈現(xiàn)分布狀，而巖石露出的面積則是大小不一，與成礦有著較為密切的巖性[1]。該區(qū)域內(nèi)斷裂的構(gòu)造居多，主要以北東方向斷裂為主，其次便是東西朝向，以此而產(chǎn)生的北西方向的向次級(jí)斷裂構(gòu)造。

2 化學(xué)特征

2.1 景觀特征

老撾的爬奔地區(qū)屬于中低型的區(qū)域，它的海拔是500-1300m,高差是300-700m,其溝谷較為完善，切度較深，并且溝谷較為狹窄，陡崖非常發(fā)達(dá)。此類地區(qū)屬于亞熱帶雨林季風(fēng)性氣候，它的水系是來自湄公河的支流南烏江和南森河等流域，河谷均屬于常年性流水河流。它的地形地貌和氣候條件決定了當(dāng)?shù)氐赜蛑饕晕锢盹L(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化等作用為主。水系類的沉積物在砂巖的區(qū)域部分主要以細(xì)砂、粉砂淤泥等形式出現(xiàn)，但是在石灰?guī)r較多的區(qū)域因?yàn)閹r溶漏斗和溶洞的存在，讓水系中沒有存水的地方，主要以土質(zhì)形式出現(xiàn)。因?yàn)槭艿綒夂驕囟鹊挠绊?，讓很多山坡和山脊的巖石主要以化學(xué)風(fēng)化的形式存在，但溝谷中的巖石則是以物理風(fēng)化的形式存在，為此，元素的次生遷徙方式主要是以固體機(jī)械式的分散作用為主[2]。

2.2 化學(xué)特征

據(jù)相關(guān)研究分析，該區(qū)域的水系沉積物在地球化學(xué)測量中的主要元素有 ：硼（B）、鈹（Be）、鉛（Pb）、砷（As）、金（Au）等，并且以硼（B）的富有量最大，高達(dá)5.84，而這些元素的富有含量由大到小依次是硼（B）、砷（As）、鉛（Pb）、金（Au）、鈹（Be），這些元素的富有對(duì)于礦化作用有著一定的幫助，但其他元素在該區(qū)域內(nèi)的富有量較少，則礦化作用就相對(duì)較弱。該區(qū)域內(nèi)關(guān)于水系沉積物的測量在元素中的變異系數(shù)則位于0.32到8.86區(qū)間內(nèi)，其中變異系數(shù)大于1的元素有砷（As）、銻（Sb）、金（Au），其中金（Au）的變化系數(shù)最大。總而言之，分布越不均勻的元素，其局部含有成礦的可能性就越大；而分布較為均勻的元素，則在成巖作用的控制上就越明顯，其含有成礦的可能性就越小。為此，汞（Hg）、銻（Sb）、砷（As）、金（Au）等元素的分類程度較強(qiáng)，它們的離散性就越高，成礦的可能性也就相對(duì)較大，與爬奔地區(qū)的已知礦產(chǎn)基本對(duì)應(yīng)，金（Au）的水系沉積物在異常情況下與破碎帶型的金屬礦相互對(duì)應(yīng)。

3 異常模式

3.1 傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)

在地球化學(xué)的異常提取識(shí)別過程中，關(guān)于地球化學(xué)的異常下限確定能夠?qū)ψR(shí)別效果的好壞有著至關(guān)重要的影響作用[3]。通常情況下，人們使用傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)方法來進(jìn)行地球化學(xué)的異常下限的明確。這樣的方法主要是對(duì)于正態(tài)或者對(duì)數(shù)正態(tài)的分布數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的一種方式，隨著不斷的測試才開始被地球化學(xué)家們所接受并且進(jìn)行使用。通常情況下，地質(zhì)中的大多元素主要是由正態(tài)分布，而微量元素則是以對(duì)數(shù)正態(tài)的形式而分布的。首先對(duì)于區(qū)域內(nèi)的元素概率分布進(jìn)行檢驗(yàn)，若是檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)能夠符合正態(tài)分布或者是對(duì)數(shù)正態(tài)分布，那么便可以直接計(jì)算出背景值和標(biāo)準(zhǔn)的異常下限數(shù)據(jù)，繁殖則會(huì)對(duì)化探數(shù)據(jù)進(jìn)行離群點(diǎn)的處理，實(shí)質(zhì)上就是對(duì)大于平均值3倍或者小平均值3倍的數(shù)據(jù)進(jìn)行排除，指導(dǎo)沒有可以進(jìn)行排除的數(shù)據(jù)出現(xiàn)為止，用排除后的數(shù)據(jù)作為背景數(shù)據(jù)，再進(jìn)行2倍標(biāo)準(zhǔn)值的離差計(jì)算，則為地球化學(xué)的異常下限?；降臄?shù)據(jù)分析處理，是用來檢測數(shù)據(jù)是否與正態(tài)或者對(duì)數(shù)正態(tài)分布有偏差，而它也可以用來檢測峰度檢驗(yàn)法、概率檢驗(yàn)法和Q-Q圖形法等，文章主要根據(jù)Q-Q圖形法對(duì)于該區(qū)域內(nèi)水系沉積物中的元素進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)。

3.2 分形方法

地球的化學(xué)場是一種活躍場，它的背景常數(shù)是正態(tài)分布或者對(duì)數(shù)正態(tài)分布的，但異常值則是遵循分形分布的[4]。為此，使用分形方法能夠在背景值和異常值的區(qū)分中有著很好的效果。當(dāng)前使用分行定義來進(jìn)行地球化學(xué)的異常下限數(shù)據(jù)確定主要的方法有周長-面積法、含量-面積法、含量-距離法、含量-個(gè)數(shù)法和求和法等。文章主要采取含量-面積法來確定地球化學(xué)的異常下限數(shù)據(jù)，大致的步驟是：首先將該區(qū)域內(nèi)的硼（B）、鈹（Be）、鉛（Pb）、砷（As）、金（Au）的五種元素進(jìn)行數(shù)據(jù)的等值描繪；統(tǒng)計(jì)將大于定值r的等值面積，比如將起始值設(shè)置為100，步長的增長量設(shè)置為20，那么r值就分別為120、140、160……等到最終數(shù)據(jù)；對(duì)于不同的r值和相對(duì)應(yīng)的面積取值，和所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)要進(jìn)行最小二乘法的虛擬和計(jì)算，分界點(diǎn)的數(shù)據(jù)選擇標(biāo)準(zhǔn)就是虛擬的直線和原始數(shù)據(jù)間的剩余平方和在兩個(gè)區(qū)域間的綜合最小值。

4 結(jié)語

隨著時(shí)代的發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步，我國已經(jīng)在上個(gè)世紀(jì)的70年代覆蓋了山區(qū)和半山區(qū)的水系沉積物地球化學(xué)的測量工作。因?yàn)樗兄统杀竞透咝实目辈旆椒?，尤其是在金屬找礦工作上有著非常重要的作用，當(dāng)前由于低弱低球的異常信息被進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，對(duì)于找礦工作有著更好的幫助。

[1]陳富榮,史春鴻,梁紅霞.中國南部濕潤半濕潤丘陵山區(qū)不同粒級(jí)水系沉積物地球化學(xué)特征對(duì)比研究[J].巖礦測試,2017,36(2):136-145.

[2]韓天石.西藏吉如地區(qū)水系沉積物地球化學(xué)特征[J].現(xiàn)代礦業(yè),2017(4):65-66.

[3]徐明專,彭大勇.平武-松潘地區(qū)水系沉積物地球化學(xué)特征及找礦方向[J].四川地質(zhì)學(xué)報(bào),2017,37(3).

[4]王立功,王英鵬,朱繼托,等.山東棲霞地區(qū)水系沉積物地球化學(xué)特征及找礦預(yù)測[J].山東國土資源,2017,33(5):1-6.