不同化探數據處理方法在找礦中的應用
——以四川會理縣銀星鐵銅礦為例

鄧遠文，胡夕鵬，江林香

（1.四川省地質礦產勘查開發局四0三地質隊，四川 峨眉 614200；2.中國科學院廣州地球化學研究所，廣州 510640）

不同化探數據處理方法在找礦中的應用
——以四川會理縣銀星鐵銅礦為例

鄧遠文1，胡夕鵬1，江林香2

（1.四川省地質礦產勘查開發局四0三地質隊，四川 峨眉 614200；2.中國科學院廣州地球化學研究所，廣州 510640）

在四川會理縣銀星地區1:2.5萬化探工作中，分別采用傳統數據處理方法、襯度異常法、分形法進行數據處理，分析結果認為：襯度異常法計算過程簡單，但對高背景區域異常的分解效果不明顯；分形法計算過程復雜，卻能強化不同背景區的地球化學異常。具體工作中通過不同數據處理方法的組合，擇優進行推斷解譯，具有強化弱異常信息，提高找礦效率的重要功效。

地球化學；數據處理；找礦；應用

四川會理地區位于康滇地軸[1]東緣。由于該區經歷了漫長的地史演化、多期多階段構造—巖漿活動，構成了良好的成礦地質背景與豐富礦產資源。區內有著名的“東川銅礦”“拉拉銅鐵礦”，是四川重要銅鐵多金屬成礦帶。該帶中的銀星鐵銅礦位于會理縣南東向金沙江邊，該區地形切割較深、表生地球化學作用復雜、找礦標志不明顯。因此，在傳統化探數據處理方法難以取得顯著效果的情況下，需對該區地球化學信息采取特殊的處理方法來篩選和評價。

1 地質概況

研究區位于康滇地軸中段河口背斜東北翼，出露地層主要有前震旦系青龍山組第一段（Pt2q1）、第二段（Pt2q2）、第三段（Pt2q3），震旦系澄江組（Zac）及第四系（Q）。青龍山組為一套結晶灰巖與千枚巖、板巖互層；澄江組為一套紫紅色礫巖夾砂巖。該區經歷了多期構造巖漿活動，巖漿活動產物主要為超基性巖體（橄欖巖）。構造以北西南東向斷裂為主，斷裂大致平行排列，形成時代是震旦紀到白堊紀，切割震旦系地層（圖1）。

圖1 銀星地質礦產略圖

2 傳統數據處理方法圈定異常

經典的地球化學找礦理論以巖石、土壤、水系沉積物測量作為找礦手段。地殼中化學元素的含量在空間分布構成了三維空間中的一個曲面，稱之為地球化學面(geoehemieal surfaee)。20世紀50年代以來，地球化學家基本認為元素在地球化學場中服從正態分布或對數正態分布[2]。因此，傳統地球化學異常下限的確定方法是統計勘查地球化學數據，判斷數據的分布形式，對于符合正態分布的數據,其背景值和異常下限按下式算出:

式中：C0為背景值，CA為異常下限，S為樣本方差。

若數據服從對數正態分布，將上式中x換成lgx計算即可,再將lgc0、lgcA換算成真數。

經檢驗，如果化探數據不服從正態或對數正態分布時,首先將數據轉換為對數值，然后采用(± 2～3S)進行特高及特低含量剔除，重新計算，直到沒有特高和特低含量為止。經過特高和特低含量剔除的數據被認為主要是背景含量,可以直接用這些數據算出背景值和異常下限。

運用上訴方法對研究區化探數據進行統計分析，計算出其相關地球化學參數見表1。

研究表明，傳統數據處理方法得到的銀星地區Fe、Cu異常下限分別為：11.38ⅹ10-2和116.95ⅹ10-6，以此圈定的地球化學異常見圖2。

由圖顯示研究區采用統一異常下限，Fe元素異常面積小，無明顯濃集中心，僅分布于小廠壩附近和圖幅南西角；Cu元素異常則散布于研究區各處，異常規模小，沒有突出的濃集中心，難以看出元素空間分布規律；Fe元素與Cu元素異常無明顯濃度分帶，空間套和性差。

表1 元素地球化學參數

圖2 會理縣銀星元素異常圖

3 襯度異常法圈定異常

金丕興在開展吉林省中比例尺成礦預測工作中首次提出“地質背景值校正元素襯度法”（以下稱襯度異常法）[6]。該方法是分不同地質單元統計元素的地球化學參數，計算不同地質體的元素背景平均值，并以該平均值作為均勻化因子，分別對不同地質體的原始數據進行“均勻化”處理，用“均勻化”得到的元素襯度數據圈定襯度異常。

研究區不同地質體地球化學參數見表2，由表看出元素在不同地質體中具有不同的分布特征，而傳統化探數據處理方法忽略了這種個體差異，造成部分微弱地球化學信息被掩蓋。

表2 不同地質體元素地球化學參數

按以上方法圈定的襯度異常如圖3（Fe元素等值線：1-1.2-1.5；Cu元素等值線1-1.5-3.0）。與圖2對比可以看出：在傳統方法圈定異常的位置顯示出相應的襯度異常，且襯度異常強度大，濃集中心突出；黃家壩、李家橋地等沒有傳統異常顯示的低背景區亦出現襯度異常；Fe元素與Cu元素襯度異常空間套和較好；襯度異常在普昌德—石桌子、小廠壩—老江溝兩線呈北西南東向帶狀展布；元素含量高背景區異常成塊分布，異常分解效果不好。

4 分形法圈定異常

式中，r 為特征尺度；C > 0為比例常數；D > 0為分維數； N( r) = N ( ≥r) 表示尺度大于等于r 的數目或和數。

近年來分形理論已經引入到地質學中的許多領域。在勘查地球化學領域，由于地球化學元素含量的空間分布，是各種地球化學作用自發演化與相互疊加的結果，故具有確定性和隨機性。傳統數據處理方法難以描述元素含量的空間分布特征，分形理論則正好是一有效工具。

圖3 會理縣銀星元素襯值異常圖

表3 Fe元素含量與對應面積之間的關系

圖4 元素含量與對應面積值的對數關系

應用最小二乘法求出斜率D即為相應分維數的估計量，分維數交點對應r值，即為元素含量分布的異常下限（小于分界點r對應的值為元素含量的背景分布,大于分界點 r對應的值為元素含量的異常分布）。

基于上訴分形理論，發現研究區Fe、Cu元素含量值與對應面積值存在如表3的對應關系。將元素含量值與對應面積值投在雙對數坐標中，得到圖4所示的關系，發現元素含量值與其面積值存在分形關系，經擬合得出：Fe元素異常與背景分界值為log（r）=0.89，r=7.76；Cu元素異常與背景分界值為log（r）=1.83，r=67.61。分別以7.76ⅹ10-2和67.61ⅹ10-6為Fe、Cu元素異常下限圈定的地球化學異常見圖5。

對比圖2、圖3可以看出：分形法圈定的異常大小，形態及展布方式與襯度異常相似；異常在元素含量高背景區成塊分布，但濃集中心突出；與傳統方法圈定的異常相比，在有傳統異常的位置均出現分形異常，而出現分形異常的位置則不一定存在傳統異常。

5 異常篩選與查證

在對不同方法圈定化探異常對比分析的基礎上，結合研究區地質調查成果，篩選出黃家壩、李家橋地、小廠壩和老江溝四個找礦靶區。其中小廠壩和老江溝靶區位于元素含量高背景區，三種方法圈定的化探異常均有不同程度顯示，在襯度異常和分形異常中更表現為異常的濃集中心；黃家壩、李家橋地靶區位于元素含量低背景區域，傳統數據處理方法在該區未圈出相應化探異常，但襯度法和分形法圈定的異常在此處都出現了明顯的濃集中心。襯度法和分形法在普昌德—石桌子一線圈出的北西南東向帶狀異常與礦區主要構造F1斷裂吻合，綜合地形地質特征認為此異常帶對該區構造運動有一定指示作用但并無較大的找礦前景。

分別對四個找礦靶區進行異常查證工作，經探槽施工，在黃家壩發現赤鐵礦體一條，礦體厚 3.38m，全鐵品位16.8%~22.52%；李家橋地發現銅礦體一條，礦體厚1.91m，Cu平均品位3.2%；小廠壩發現厚 6.88m，平均品位 0.52%的銅礦體一條；老江溝揭露厚 1.91m，平均品位3.2%的銅礦體一條。

綜上，襯度異常法和分形法能夠較好地消除或減弱不同地球化學背景對地球化學異常的影響，揭示低背景區被掩蓋的異常（黃家壩和李家橋地），避免有用地球化學信息被遺漏，通過與傳統化探數據處理方法的組合對比，能夠更加準確地篩選異常，指導下一步找礦工作。

圖5 會理縣銀星元素異常圖(分形法）

6 結論

通過傳統數據處理方法、襯度異常法、分形法在四川會理縣銀星鐵銅礦化探異常圈定中的對比研究，取得以下成果：

1）在地球化學背景較復雜的區域，傳統化探數據處理方法很難消除不同地質背景對化探異常的影響，基本不能揭示低背景區異常，難以為找礦工作提供有用的地球化學信息。

2）襯度異常法和分形法在圈定高背景區異常時對于低背景區異常也有一定的識別作用，在一定程度上消除或減弱不同地質背景對化探異常的影響。襯度異常法計算過程簡單，但對高背景區域異常的分解效果不明顯；分形法計算過程較復雜，卻能強化不同背景區的地球化學異常，避免漏掉有價值的異常信息。

3）首次在該區運用傳統數據處理方法、襯度異常法、分形法組合的方式分別圈定異常，并篩選黃家壩、李家橋地、小廠壩和老江溝四個找礦靶區。

4）對找礦靶區進行異常查證過程中，經探槽施工在黃家壩發現鐵礦體一條、在李家橋地、小廠壩和老江溝各發現銅礦體一條。表明：在化探找礦難上加難的今天，打破傳統模式采用多種有效數據處理方法組合的方式，通過對比研究擇優篩選靶區可取得較好的找礦效果。

[1] 四川省地礦局．四川省區域地質志[M]．地質出版社．1991.

[2] 黃瑞．化探數據處理方法研究—攀西地區鉑族元素為例(碩士學位論文)[D]．成都:成都理工大學地球科學學院，2005.

[3] 戴慧敏，宮傳東，等．區域化探數據處理中幾種異常下限確定方法的對比—以內蒙古查巴奇地區水系沉積物為例[J]．物探與化探，2010，34(6)：782～786.

[4] 紀宏金，連長云，杜慶豐．地球化學數據的標準化與襯度變換[J]．物探化探計算技術，1993(1)：19～25.

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[6] 趙榮軍．不同方法在欒川北部化探數據處理中的應用[J]．地質與勘探，2006，42(3)：67～71.

[7] 趙榮軍．河南盧氏縣杜關地區地球化學異常及找礦效果[J]．物探與化探，2001，25(6)：138．

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The Application of Different Data Processing M ethods to Prospecting

DENG Yuan-wen1HU Xi-peng1JIANG Lin-xiang2
(1-No. 403 Geological Team, BGEEMRSP, Emeishan, Sichuan 614200; 2-Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510510）

The traditional geochemical exploration data processing methods often ignore the differences in geochemical background between different geological units. This paper applies the traditional data processing method, contrast anomaly method and fractal method to data processing of the 1:25000 soil survey in Yinxing, Huili Country, Sichuan Province. The results indicate that the contrast anomaly method is simple, but ineffective in the high background area, while the fractal method is complicated, but it can strengthen geochemical anomalies in the districts of different backgrounds.

geochem istry; data processing; contrast anomaly method; fractal method; prospecting; application.

O213

A

1006-0995（2014）01-0136-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2014.01.033

2013-01-04

鄧遠文（1987-），男，四川涼山州人，助理工程師，從事勘查地球化學工作