地質(zhì)探礦中化探異常評(píng)價(jià)方法研究

王立濤

（甘肅省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730000）

目前地質(zhì)探礦中采用傳統(tǒng)異常評(píng)價(jià)方法有著無(wú)法精確提取異常元素以及確定成礦異常元素分布特征的技術(shù)難點(diǎn)，本文通過(guò)對(duì)地質(zhì)探礦中化探異常的評(píng)價(jià)方法解決這類難題。

地質(zhì)探礦中化探異常評(píng)價(jià)研究，是傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法與異常評(píng)價(jià)方法的交叉融合，其中涉及到最基本的礦體地質(zhì)構(gòu)造，這是探礦的基本條件；探礦過(guò)程中涉及到的化探異常是研究異常評(píng)價(jià)方法的研究手段之一；此外，對(duì)傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法的研究要深入，不能淺嘗輒止，異常評(píng)價(jià)方法是利用評(píng)價(jià)的綜合研究而不是簡(jiǎn)單的各種方法的簡(jiǎn)單疊加[1]。通過(guò)系統(tǒng)地測(cè)量和研究各類礦體中成礦主元素與異常元素分布下限的指標(biāo)，進(jìn)行化探異常評(píng)價(jià)方法研究。地質(zhì)探礦中化探異常是指礦化區(qū)段的某些特殊情況，如某些異常元素含量的高低，成礦主元素含量的分布的特性以及化探異常元素存在形式的差異。包含兩個(gè)層面，探礦異常元素的提取以及分布，應(yīng)用化探異常評(píng)價(jià)方法進(jìn)一步提高地質(zhì)探礦效率。

1 提取探礦異常元素

在地質(zhì)探礦過(guò)程中，傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法存在著無(wú)法確定化探異常的準(zhǔn)確數(shù)值以及特點(diǎn)的問(wèn)題，運(yùn)用異常評(píng)價(jià)方法進(jìn)行化探異常的異常元素提取。

元素異常M是一個(gè)較好的綜合指標(biāo)，可以利用該指標(biāo)來(lái)識(shí)別多元異點(diǎn)。設(shè)有個(gè)a樣品，分析了b個(gè)變量，則a個(gè)樣品在成礦空間的分布看作是一個(gè)超橢形球，該橢球的中心由b個(gè)變量的均值向量確定，大小由元素異常不定參數(shù)n確定。

在地質(zhì)探礦中為了使元素異常樣品F標(biāo)度更加精細(xì)化，需求解元素異常F，其中，j為已知礦致異常中最小成礦有利度值。

在此基礎(chǔ)上，為了求解在元素提取之后，元素異常最大和最小極值，計(jì)算元素異常極值M，公式為：

由此得出，從相關(guān)系數(shù)中，可以得出在探礦過(guò)程中成礦主元素之間的內(nèi)在穩(wěn)定性與元素異常表現(xiàn)密切相關(guān)。當(dāng)a與b之差大于零時(shí)，元素穩(wěn)定性較高；反之，元素異?？赡苄跃驮酱?。這種數(shù)據(jù)求異組合的異常處理方法改善了單個(gè)元素異常簡(jiǎn)單機(jī)械疊加的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式，避免了出現(xiàn)無(wú)礦化信息的假異常狀況，使探礦異常更加集中，元素異常形態(tài)規(guī)則，與礦體的分布走向能夠基本吻合。將定量組合求異方法應(yīng)用到探礦化探異常評(píng)價(jià)方法處理，再結(jié)合元素組合異常的數(shù)據(jù)匹配分析獲得的組合異常結(jié)果在一定程度上提高了地質(zhì)探礦的精準(zhǔn)度[2]。

2 獲取異常標(biāo)度分布下限特征

地質(zhì)礦體的化學(xué)元素背景通常是曲面而非平面形狀，礦體異常源的存在則會(huì)對(duì)曲面背景造成一定程度的偏離，異常評(píng)價(jià)方法比傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法能更為準(zhǔn)確地計(jì)算出偏離軌道，經(jīng)過(guò)探礦元素提取后，需要確定元素異常標(biāo)度分布下限特點(diǎn)，在此過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題是異常元素下限范圍無(wú)法確定。

運(yùn)用探礦地區(qū)地質(zhì)異常元素背景值與異常下限值對(duì)開(kāi)展礦區(qū)化探及化探異常和探尋礦區(qū)異常評(píng)價(jià)方法的推進(jìn)工作非常重要。早期采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法，將各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集匯總，算出異常元素分布下限的平均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差；通過(guò)a個(gè)地質(zhì)礦系沉積物樣品中主要異常源成礦元素的異常值由小至大排列，如A＜B＜C＜…＜G＜…＜Ga，將樣本中所有小于或者等于G的樣本數(shù)累加與總樣本數(shù)相比，得到的百分比為85%時(shí)，對(duì)應(yīng)的G值即為異常下限。由此得到地質(zhì)礦體中，元素異常下限值(MOPH)計(jì)算方法如下：

其中，SDKY、JEIM、VZQ分別為各個(gè)主要成礦元素的異常平均值，c、a1、a2、a3為待確定系數(shù)，通過(guò)計(jì)算結(jié)果可得出，在確保異常元素的穩(wěn)定性與分布下限之間成正比。即異常元素的穩(wěn)定性越高，在礦體分布的下限范圍就越大。

為了繼續(xù)得出準(zhǔn)確結(jié)論，將元素分布下限與異常源存在的可能運(yùn)用如下公式進(jìn)行運(yùn)算：

其中A代表異常源，m代表成礦主元素分布、a代表其他異常元素，并保證且k不等于0。結(jié)果顯示，如果礦區(qū)存在異常源，就一定會(huì)出現(xiàn)化探異常的情況。而異常源導(dǎo)致的化探異常的求異結(jié)果處理分析有助于礦體的發(fā)現(xiàn)。礦體中各元素在化學(xué)環(huán)境遷移能力方面有一定差異，需明確異常元素多維標(biāo)度的分布特點(diǎn)[3]。

成礦主元素和異常元素之間至少會(huì)保留一部分地質(zhì)成礦作用過(guò)程中形成的內(nèi)在聯(lián)系。不同元素組合的求異結(jié)果表明，把礦體或者礦化二者其中任意一個(gè)引起的異?？醋魇且粋€(gè)完整的異常組合，那么成礦主元素就是異常的核心要素；缺少成礦主元素的異常則不能稱之為異常源，化探異常評(píng)價(jià)方法也無(wú)法成功應(yīng)用。

3 確定化探異常評(píng)價(jià)范圍

化探異常評(píng)價(jià)的范圍確定，可以用F值對(duì)異常進(jìn)行分級(jí)、排序。當(dāng)F≥1時(shí)，成礦異常源為礦致異常的可能性最大，也就是存在成礦主元素，可判定為一級(jí)異常；當(dāng)1≤F≤3時(shí)，異常元素為礦化異常的可能性最大，探礦有一定的難度，但可操作性較強(qiáng)，可判定為二級(jí)異常。當(dāng)F＜0.5時(shí)，地下圍巖異?；蛉醯V化的可能性最大，探礦難度最大，可判定為三級(jí)異常。

異常元素標(biāo)度靶區(qū)確定后，通過(guò)多維標(biāo)度評(píng)判公式，得到異常等級(jí)判斷后的礦區(qū)元素組合異常的數(shù)據(jù)；成礦主元素的多維標(biāo)度等級(jí)決定了異常區(qū)礦體數(shù)量以及礦體剝蝕程度。再利用不同元素定量組合的求異分析方法對(duì)探礦評(píng)價(jià)方法進(jìn)行匹配分析。

礦體異常元素等級(jí)和剝蝕程度主要影響異常元素標(biāo)度等級(jí)。異常源主要元素的前端元素和末端元素的分布組合特征，異常元素成礦遠(yuǎn)景有利度值的高低與異常實(shí)際分布面積(FN)、剝蝕強(qiáng)度(R)相關(guān)。因此，異常成礦有利度(用PT表示)為：

FN為元素異常的水平面積(km2)；θ為異常區(qū)地形平均坡度；R為剝蝕強(qiáng)度；成礦遠(yuǎn)景有利度包括異常源前端元素末端元素的含量和。對(duì)于礦體異常源引起的化探異常，盡管礦體剝蝕強(qiáng)度不同，顯示出礦區(qū)元素在質(zhì)量上有所不同。由此可見(jiàn)，PT值愈大，則化探異常評(píng)價(jià)方法的精確度越高；反之，則精確度越低。

4 實(shí)驗(yàn)

4.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為了測(cè)試探礦中化探異常評(píng)價(jià)方法的準(zhǔn)確性，將某地區(qū)的成礦主元素作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別采用傳統(tǒng)異常評(píng)價(jià)方法和化探異常評(píng)價(jià)方法進(jìn)行70組實(shí)驗(yàn)。以此對(duì)地質(zhì)探礦中傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法與化探異常評(píng)價(jià)方法的準(zhǔn)確度進(jìn)行比較。

4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

我們通過(guò)對(duì)比探礦過(guò)程中傳統(tǒng)異常評(píng)價(jià)方法與化探異常評(píng)價(jià)方法對(duì)成礦異常主元素的準(zhǔn)確度，得出如下實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖1 傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法與異常評(píng)價(jià)方法準(zhǔn)確率對(duì)比

如圖所示，地質(zhì)探礦過(guò)程中，同樣的元素?cái)?shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)組數(shù)較少時(shí)傳統(tǒng)異常評(píng)價(jià)方法與化探異常評(píng)價(jià)方法的準(zhǔn)確率差距越小，反之，二者準(zhǔn)確率差值則越大。由此得出使用化探異常評(píng)價(jià)方法能更為精確的結(jié)論。

在探礦過(guò)程中，化探異常評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用，對(duì)有效的提取異常元素以及分析的地質(zhì)礦體元素分布特征做到較大提升。如果不考慮地質(zhì)礦體圍巖背景差異的話，則會(huì)大面積出現(xiàn)元素異常區(qū)域，而無(wú)法準(zhǔn)確劃分元素異常等級(jí)。

5 結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)異常評(píng)價(jià)方法下，采用統(tǒng)一的元素異常下限值，則部分礦致異常容易被忽略掉，而在顯示異常的區(qū)域內(nèi)中找不到礦，對(duì)地質(zhì)探礦過(guò)程中的化探異常提取增加了很大難度。而這恰巧是化探異常評(píng)價(jià)方法能準(zhǔn)確顯示出元素異常分布下限的優(yōu)勢(shì)，更符合地質(zhì)探礦中成礦主元素的分布規(guī)律。加強(qiáng)礦體區(qū)域異常信號(hào)，適合于小范圍區(qū)域的異常信息提取和特征分析，對(duì)探礦過(guò)程中化探異常情況的異常評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用具有深遠(yuǎn)意義。