水系沉積物低弱地球化學異常提取方法研究

郭 江

（華北地質勘查局五一九大隊，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，在進行異常區域探究提取時會按照物理式的探究模式，在確定的范圍內將異常點全面包含，并且在正常區域內也要留夠一定的寬度，這樣的異常區域提取對于地形比較平坦的區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或者半山區進行的，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有大量的消耗。

1 地質特征

因為對于水系沉積物的地球化學異常提取要根據區域的不同來進行適當提取方法的合理應用，文章主要根據其中一個選擇的區域進行簡要分析。以老撾的爬奔地區為例，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。區域內部的巖石主要是以安山巖、凝灰巖、粉砂巖、砂巖、、礫巖、石灰巖等為主，其中凝灰巖和礫巖較少，主要以安山巖和砂巖占據多數，主要以北東向韌性切帶為邊緣，砂巖主要分布于東側，安山巖主要分布于西側，石灰巖沿著北東方向向著兩側呈現分布狀，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]。該區域內斷裂的構造居多，主要以北東方向斷裂為主，其次便是東西朝向，以此而產生的北西方向的向次級斷裂構造。

2 化學特征

2.1 景觀特征

老撾的爬奔地區屬于中低型的區域，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，陡崖非常發達。此類地區屬于亞熱帶雨林季風性氣候，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地地域主要以物理風化和化學風化等作用為主。水系類的沉積物在砂巖的區域部分主要以細砂、粉砂淤泥等形式出現，但是在石灰巖較多的區域因為巖溶漏斗和溶洞的存在，讓水系中沒有存水的地方，主要以土質形式出現。因為受到氣候溫度的影響，讓很多山坡和山脊的巖石主要以化學風化的形式存在，但溝谷中的巖石則是以物理風化的形式存在，為此，元素的次生遷徙方式主要是以固體機械式的分散作用為主[2]。

2.2 化學特征

據相關研究分析，該區域的水系沉積物在地球化學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），這些元素的富有對于礦化作用有著一定的幫助，但其他元素在該區域內的富有量較少，則礦化作用就相對較弱。該區域內關于水系沉積物的測量在元素中的變異系數則位于0.32到8.86區間內，其中變異系數大于1的元素有砷（As）、銻（Sb）、金（Au），其中金（Au）的變化系數最大。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，它們的離散性就越高，成礦的可能性也就相對較大，與爬奔地區的已知礦產基本對應，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應。

3 異常模式

3.1 傳統統計

在地球化學的異常提取識別過程中，關于地球化學的異常下限確定能夠對識別效果的好壞有著至關重要的影響作用[3]。通常情況下，人們使用傳統的統計方法來進行地球化學的異常下限的明確。這樣的方法主要是對于正態或者對數正態的分布數據進行處理的一種方式，隨著不斷的測試才開始被地球化學家們所接受并且進行使用。通常情況下，地質中的大多元素主要是由正態分布，而微量元素則是以對數正態的形式而分布的。首先對于區域內的元素概率分布進行檢驗，若是檢驗的數據能夠符合正態分布或者是對數正態分布，那么便可以直接計算出背景值和標準的異常下限數據，繁殖則會對化探數據進行離群點的處理，實質上就是對大于平均值3倍或者小平均值3倍的數據進行排除，指導沒有可以進行排除的數據出現為止，用排除后的數據作為背景數據，再進行2倍標準值的離差計算，則為地球化學的異常下限。化探的數據分析處理，是用來檢測數據是否與正態或者對數正態分布有偏差，而它也可以用來檢測峰度檢驗法、概率檢驗法和Q-Q圖形法等，文章主要根據Q-Q圖形法對于該區域內水系沉積物中的元素進行正態分布檢驗。

3.2 分形方法

地球的化學場是一種活躍場，它的背景常數是正態分布或者對數正態分布的，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分中有著很好的效果。當前使用分行定義來進行地球化學的異常下限數據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-個數法和求和法等。文章主要采取含量-面積法來確定地球化學的異常下限數據，大致的步驟是：首先將該區域內的硼（B）、鈹（Be）、鉛（Pb）、砷（As）、金（Au）的五種元素進行數據的等值描繪；統計將大于定值r的等值面積，比如將起始值設置為100，步長的增長量設置為20，那么r值就分別為120、140、160……等到最終數據；對于不同的r值和相對應的面積取值，和所對應的數據要進行最小二乘法的虛擬和計算，分界點的數據選擇標準就是虛擬的直線和原始數據間的剩余平方和在兩個區域間的綜合最小值。

4 結語

隨著時代的發展和科學的進步，我國已經在上個世紀的70年代覆蓋了山區和半山區的水系沉積物地球化學的測量工作。因為它有著低成本和高效率的勘察方法，尤其是在金屬找礦工作上有著非常重要的作用，當前由于低弱低球的異常信息被進一步發現，對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不同粒級水系沉積物地球化學特征對比研究[J].巖礦測試,2017,36(2):136-145.

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

[3]徐明專,彭大勇.平武-松潘地區水系沉積物地球化學特征及找礦方向[J].四川地質學報,2017,37(3).

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