徐明鉆, 朱立新, 馬生明, 陳曉鋒

1)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所, 河北廊坊 065000;

2)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院, 北京 100037

多重分形模型在區(qū)域地球化學(xué)異常分析中的應(yīng)用探討

徐明鉆1,2), 朱立新2), 馬生明1), 陳曉鋒1)

1)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所, 河北廊坊 065000;

2)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院, 北京 100037

地球化學(xué)異常分析是地球化學(xué)勘查中的重要環(huán)節(jié), 對(duì)有效發(fā)現(xiàn)異常至關(guān)重要。但是, 在以往研究中,研究者們多重視對(duì)成礦元素及其伴生元素正異常的研究, 忽視對(duì)由元素貧化而形成的負(fù)異常的研究。元素的負(fù)異常在地球化學(xué)勘查中具有與正異常同等重要的作用, 以往沒(méi)有重視負(fù)異常的原因之一是缺乏有效發(fā)現(xiàn)此類異常的方法, 尤其是確定負(fù)異常上限的方法。本文以北山地區(qū)1: 20萬(wàn)峽東幅水系沉積物測(cè)量Ba數(shù)據(jù)為基礎(chǔ), 探討了應(yīng)用多重分形模型確定貧化元素負(fù)異常上限的可行性。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 利用含量-面積法、含量-求和法確定的Ba的異常上限, 有效圈定了輝銅山礦床產(chǎn)出地段Ba的負(fù)異常, 取得了預(yù)期成果。

分形模型; 含量-面積法; 含量-求和法; 負(fù)異常上限

地球化學(xué)勘查是通過(guò)發(fā)現(xiàn)異常、解釋評(píng)價(jià)異常進(jìn)行找礦的(羅先熔, 2007), 地球化學(xué)異常分析是發(fā)現(xiàn)異常的前提和基礎(chǔ), 是地球化學(xué)勘查中的重要環(huán)節(jié)。有研究表明(弓秋麗等, 2009; 馬生明等, 2009),礦化過(guò)程中不僅成礦元素及其伴生元素發(fā)生富集,同時(shí)還有部分元素發(fā)生貧化。因此, 對(duì)地球化學(xué)異常的分析就應(yīng)該包括發(fā)生富集的元素, 又包括發(fā)生貧化的元素。然而, 當(dāng)前在地球化學(xué)異常分析過(guò)程中, 雖然有研究者對(duì)發(fā)生貧化元素的找礦意義進(jìn)行了探討(Govett, 1983; Levinson, 1974; 斯梅斯洛夫等, 1985; 周俊法, 1987; 史長(zhǎng)義, 1995; 樸壽成等, 1996), 但是總體上講還是偏重對(duì)發(fā)生富集元素異常下限的確定, 而忽視對(duì)發(fā)生貧化元素異常上限的確定。這一方面是由于以往對(duì)負(fù)異常的找礦指示作用重視不夠, 另一方面則是由于發(fā)生貧化的元素通常貧化程度不大, 達(dá)不到形成負(fù)異常的程度, 在這種情況下, 利用傳統(tǒng)或規(guī)范推薦的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法不能有效發(fā)現(xiàn)元素的貧化特征, 進(jìn)而認(rèn)為異常不存在。

地球化學(xué)異常下限或上限通常利用數(shù)據(jù)集背景值加或減兩倍標(biāo)準(zhǔn)差(x ±2δ)來(lái)確定(謝學(xué)錦, 1981),這是建立在數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布基礎(chǔ)上的方法。這種作法往往只強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的頻率分布、相關(guān)性或協(xié)相關(guān)性(申維, 2003), 而忽視數(shù)據(jù)自身空間的變化特征或者相關(guān)性。此外, 移動(dòng)平均法、克立格法(Kriging)和趨勢(shì)面法等確定異常下限或上限的方法, 都是建立在數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布的前提下。近年來(lái), 國(guó)內(nèi)外許多地質(zhì)學(xué)家從不同角度認(rèn)識(shí)到地球化學(xué)數(shù)據(jù)場(chǎng)具有多重分形的特點(diǎn)(李長(zhǎng)江等, 1999; 成秋明, 2000;孫忠軍, 2007)。而分形方法為我們提供了利用較少參數(shù)描述復(fù)雜事物的一條捷徑(李錳等, 2003; 張建等, 2009)。此外, 利用分形方法來(lái)處理地球化學(xué)數(shù)據(jù), 既考慮了數(shù)據(jù)的頻率分布特征和空間信息屬性,同時(shí)又符合地球化學(xué)數(shù)據(jù)場(chǎng)具有標(biāo)度不變性的自相似性的特點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明, 利用該方法確定發(fā)生貧化元素的異常上限是可行的。

本文以北山地區(qū) 1∶20萬(wàn)峽東幅水系沉積物測(cè)量數(shù)據(jù)為對(duì)象, 以圈定區(qū)內(nèi)已知輝銅山銅多金屬礦發(fā)育地段的元素貧化特征為目標(biāo), 探討應(yīng)用多重分形方法確定貧化元素負(fù)異常的可行性, 并通過(guò)對(duì)利用幾種分形模型確定發(fā)生貧化元素的負(fù)異常上限結(jié)果的對(duì)比, 優(yōu)選出更適用于確定貧化元素異常上限的分形模型。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)位于甘肅省與新疆自治區(qū)交界處, 地處北山成礦帶內(nèi), 位于哈薩克斯坦板塊、塔里木板塊以及華北板塊交匯地帶, 構(gòu)造條件復(fù)雜, 且洋殼向陸殼演化過(guò)程中的各類火成巖活動(dòng)頻繁, 多期構(gòu)造疊加, 為成礦創(chuàng)造了有利條件, 顯示出該地區(qū)的良好找礦前景。區(qū)內(nèi)以北山群(Pt1b)前長(zhǎng)城系地層為地殼的變質(zhì)基底, 主要為一套高變質(zhì)綠片巖相至超變質(zhì)混合巖相的中深變質(zhì)巖系。古生界蓋層自上震旦統(tǒng)至二疊統(tǒng)基本連續(xù)沉積, 沉積建造有早古生代的海相到晚古生代的海陸交互相, 最后為陸相。中新生界主要出露的為陸相沉積建造。北山裂谷巖漿巖帶橫穿研究區(qū)(張廷瑞, 2003), 該裂谷帶是在寒武紀(jì)陸殼上發(fā)展起來(lái)的古生代裂谷。奧陶紀(jì)開始急劇拉張, 形成裂谷, 志留紀(jì)進(jìn)一步擴(kuò)大, 泥盆－石炭紀(jì)擴(kuò)張減弱。早二疊世裂谷重新劇烈拉張, 形成火山裂谷, 堆積了巨厚海相雙峰式火山巖。晚二疊世裂谷轉(zhuǎn)入會(huì)聚, 形成沉積陸相火山巖及火山碎屑巖。區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的金屬礦床有輝銅山銅礦、花牛山鉛鋅礦和花黑灘鉬礦(圖1)。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)略圖(據(jù)聶鳳軍等, 2002修改)Fig. 1 Geological map of the study area, showing ore resources (modified after Nie Fengjun et al., 2002)

2 研究區(qū)區(qū)域地球化學(xué)異常特征

采用背景值加兩倍標(biāo)準(zhǔn)差確定1∶20萬(wàn)峽東幅Cu、Zn、Ag等成礦元素的正異常下限值分別為: 32×10?6, 70×10?6, 81×10?9, 圈定的地球化學(xué)異常如圖2、圖3、圖4所示。從總體上看, 利用該方法能較好地圈定輝銅山銅礦的 Cu的正異常以及花牛山鉛鋅礦的Zn的正異常。此外Ag的正異常也能較好圈出輝銅山銅礦和花牛山鉛鋅礦。但在其它未知地區(qū)上述元素的異常分布零散, 而且彼此間吻合程度不高, 這無(wú)疑給依據(jù)成礦元素異常判斷成礦遠(yuǎn)景區(qū)帶來(lái)一定困難。

相關(guān)研究發(fā)現(xiàn), 在輝銅山矽卡巖型銅礦的礦體和蝕變圍巖中, 除了 Cu、Ag、Zn等成礦元素及其伴生元素明顯富集以外, Ba、Sr等元素發(fā)生明顯貧化(表1)。除大理巖以外, 其它類型巖石中Ba、Sr 的含量顯著低于相應(yīng)的巖石豐度。因此, 有效獲取Ba、Sr等元素由貧化引起的負(fù)異常, 可以為地球化學(xué)勘查提供新指標(biāo)。

圖2 研究區(qū)Cu異常圖Fig. 2 Cu anomaly map of the study area

圖3 研究區(qū)Zn異常圖Fig. 3 Zn anomaly map of the study area

圖4 研究區(qū)Ag異常圖Fig. 4 Ag anomaly map of the study area

圖5 研究區(qū)Ba異常圖Fig. 5 Ba anomaly map of the study area

表1 輝銅山銅礦元素統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistics of elements in the Huitongshan skarn copper deposit

采用規(guī)范中推薦的背景值減兩倍標(biāo)準(zhǔn)差方法(以下簡(jiǎn)稱為規(guī)范法), 計(jì)算出研究區(qū)內(nèi)Ba的負(fù)異常上限為252×10?6, 利用該異常上限圈定Ba的負(fù)異常(含量小于 252×10?6的為異常), 結(jié)果在輝銅山銅礦床產(chǎn)出部位沒(méi)有Ba的負(fù)異常出現(xiàn)(圖5)。分析出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因有兩個(gè)方面: 一是采用規(guī)范法確定的Ba的負(fù)異常上限不合適, 致使客觀存在的負(fù)異常沒(méi)有被發(fā)現(xiàn); 二是輝銅山礦床產(chǎn)出位置水系沉積物中Ba的負(fù)異常不存在。為了對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行合理解釋, 并為解決同類問(wèn)題提供可借鑒的思路和方法,探討應(yīng)用分形模型確定發(fā)生貧化元素(Ba)負(fù)異常上限的可行性十分必要。

3 分形模型及負(fù)異常上限計(jì)算過(guò)程

地球化學(xué)場(chǎng)具有標(biāo)度不變性的自相似性特點(diǎn),并且這樣的自相似性是存在于一定的標(biāo)度范圍內(nèi)的,該范圍就稱之為無(wú)標(biāo)度范圍。不同的無(wú)標(biāo)度范圍具有不同的分維數(shù)值, 即自相似性具有局部特征(Christopher et al, 1995)。這就為利用分形模型探討地球化學(xué)負(fù)異常上限奠定了理論基礎(chǔ)。

分形模型可以歸納為:

其中r表示特征尺度(統(tǒng)計(jì)元素給定的限定條件)例如大于某個(gè)含量元素的含量值、距離、金屬礦的品位等); K＞0, 為比例常數(shù); D＞0, 為一般分維數(shù); N(r)=N(≥r), 表示特征尺度大于等于 r的數(shù)目(大于等于某個(gè)限定條件的元素統(tǒng)計(jì)值, 例如: 面積、含量之和、含量平均值等)。

3.1 含量-面積法

含量－面積法計(jì)算元素異常下限或上限的具體步驟如下(Cheng et al, 1994; Cheng , 1995): 1、將統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)某個(gè)元素的原始數(shù)據(jù)網(wǎng)格化, 做該元素的地球化學(xué)等值線圖; 2、從小到大按一定間隔依次選取不同的含量值 ri(rmin≤ri≤rmax), 從地球化學(xué)等值線圖上統(tǒng)計(jì)出當(dāng)元素含量大于等于 ri是所圈閉的面積N(ri); 3、對(duì)式(1)兩邊取對(duì)數(shù), 得到一元線性回歸模型如下:

4、將(ri, N(ri))值代入式(2), 制作散點(diǎn)圖; 5、將散點(diǎn)圖上的數(shù)據(jù)分成三段, 利用剩余平方和(式(4))最小的原則進(jìn)行最小二乘法線性擬合。

3.2 含量-求和法

含量－求和法是利用含量大于等于某限定值的所有采樣點(diǎn)元素含量之和的變化來(lái)計(jì)算統(tǒng)計(jì)單元內(nèi)元素的特征值(異常下限或異常上限等)(申維, 2007)。具體步驟如下: 1、在統(tǒng)計(jì)單元內(nèi), 按一定間隔給定元素含量值ri, 求出大于等于ri的該元素所有樣本含量之和N(ri), 得到一組(ri, N(ri))數(shù)據(jù)集; 2、將這組數(shù)據(jù)集取對(duì)數(shù)后進(jìn)行投點(diǎn), 制作散點(diǎn)圖; 3、將散點(diǎn)圖上的數(shù)據(jù)分成三段, 利用剩余平方和(式(4))最小的原則進(jìn)行最小二乘法的線性擬合。

3.3 含量-距離法

含量-距離法是將統(tǒng)計(jì)區(qū)域劃分出若干單元, 利用該單元內(nèi)所有樣品含量的平均值代表該單元的元素含量值(李長(zhǎng)江等, 1999), N(r)值在某種意義上代表的是該單元的密度, 分形模型如式(3)所示:

式(3)中r代表離開采樣點(diǎn)的距離, N(r)表示在距采樣點(diǎn) r距離內(nèi)所有采樣單元格內(nèi)元素平均含量。具體步驟如下: 1、在某個(gè)統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi), 以每個(gè)采樣點(diǎn)為中心計(jì)算隨 r增加對(duì)應(yīng)的 N(r)值, 得出一組(ri, N(ri))數(shù)據(jù)集; 2、將數(shù)據(jù)集取對(duì)數(shù), 制作散點(diǎn)圖; 3、將散點(diǎn)圖上的數(shù)據(jù)分成三段, 利用剩余平方和(式(4))最小的原則進(jìn)行最小二乘法的線性擬合。

3.4 方程擬合的檢驗(yàn)

利用上述方式求異常下限或上限時(shí), 需要對(duì)散點(diǎn)圖上的數(shù)據(jù)分段進(jìn)行一元線性回歸方程擬合, 為了避免人為主觀因素在分段擬合中的影響, 依據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的規(guī)定利用剩余平方和 Ei(i=1,2和 3)最小的方式對(duì)分段擬合進(jìn)行約束, 求出分三段直線最優(yōu)化的界限點(diǎn), 提高確定的界限點(diǎn)的客觀性。

式(4)中, i0、i1是擬合出的三條直線的界限點(diǎn)。i0為從左向右排列的第一條擬合直線與第二條擬合直線的界限點(diǎn), i1為第二條擬合直線與第三條擬合直線的界限點(diǎn)。D1、D2、D3分別是對(duì)應(yīng)標(biāo)度不變區(qū)間擬合直線斜率的絕對(duì)值, 對(duì)于第一和第二種分形模型D1、D2、D3就是分維數(shù), 對(duì)于第三種模型其分維數(shù)D1`＝D1＋2, D2`= D2+2, D3`＝D3＋2。

3.5 負(fù)異常上限的確定

以往研究者在對(duì)地球化學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分形處理時(shí),多采用兩段擬合的方式, 即將對(duì)數(shù)散點(diǎn)圖分成兩段進(jìn)行一元線性擬合。分兩段擬合的理由是將地球化學(xué)數(shù)據(jù)劃分成背景和異常兩部分進(jìn)行研究, 這里的異常指的是正異常, 沒(méi)有考慮負(fù)異常的存在。近年來(lái), 也有學(xué)者在對(duì)地球化學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分形處理時(shí),采用將數(shù)據(jù)分成三段進(jìn)行擬合的方式(李建東等, 2006; Bai et al, 2010; Afzal et al, 2010), 目的是為了提高分形方法確定地球化學(xué)異常下限值的精確性。

本文中將試驗(yàn)數(shù)據(jù)分成三段, 是出于地球化學(xué)數(shù)據(jù)中包括正異常、背景和負(fù)異常三部分的考慮,即地球化學(xué)數(shù)據(jù)中存在著三個(gè)無(wú)標(biāo)度范圍, 利用分形方法的目的就是嘗試將這三個(gè)無(wú)標(biāo)度范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)區(qū)分開來(lái), 進(jìn)而確定富集元素的異常下限或貧化元素的異常上限。經(jīng)過(guò)三段擬合之后將擬合出三條直線, 三條直線間存在兩個(gè)交點(diǎn)。試驗(yàn)中將從左向右排列的第一條直線與第二條直線的交點(diǎn)(i0點(diǎn))對(duì)應(yīng)的元素含量視作地球化學(xué)負(fù)異常與背景之間的界限點(diǎn)(異常上限), 第二條直線與第三條直線之間的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的元素含量視作地球化學(xué)背景與正異常之間的界限點(diǎn)(異常下限)。

4 分形模型確定Ba負(fù)異常上限結(jié)果對(duì)比

利用研究區(qū) 1568件樣品中 Ba元素含量數(shù)據(jù),按照含量-面積法、含量-求和法、含量-距離法三種分形模型計(jì)算貧化元素負(fù)異常上限的方法和步驟,統(tǒng)計(jì)出研究區(qū)內(nèi)Ba元素各項(xiàng)參數(shù)見表2、表3、表4。利用表中所列示的三種分形模型統(tǒng)計(jì)參數(shù)做各種方法統(tǒng)計(jì)參數(shù)的散點(diǎn)圖, 并將散點(diǎn)圖上的數(shù)據(jù)按橫坐標(biāo)從小到大的順序分成三段,經(jīng)式(4)進(jìn)行約束擬合出一元線性回歸方程, 做出相應(yīng)的擬合直線,結(jié)果見圖6。各條直線的分維數(shù)D1、D2、D3如圖6所示。

取i0點(diǎn)(從左向右排列第一條擬合直線與第二條擬合直線的界限點(diǎn))對(duì)應(yīng)的logr值(圖6(a)、圖6(b))或 logN(r)值(圖 6(c))作為 Ba負(fù)異常上限的對(duì)數(shù)值,分別為logr=2.81、logr=2.76、logN(r)=2.75, 將這些對(duì)數(shù)值轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的Ba實(shí)際含量值, 得到三種方法確定的Ba負(fù)異常上限值如表5所示。

表2 利用含量-面積法確定Ba元素異常上限的統(tǒng)計(jì)參數(shù)Table 2 Statistical parameters of Ba data based on content-area models

從表5中可以看到, 與規(guī)范法計(jì)算的Ba元素負(fù)異常上限相比, 利用三種分形方法計(jì)算的Ba元素負(fù)異常上限值明顯偏高, 最低的也要高 2倍以上。由此看來(lái), 表示地質(zhì)作用過(guò)程中發(fā)生貧化元素貧化程度的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與表示發(fā)生富集元素富集程度的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相比, 有其特殊性, 不能簡(jiǎn)單地套用確定富集元素異常下限的方法來(lái)確定貧化元素異常上限。

表3 利用含量-求和法確定Ba元素異常上限的統(tǒng)計(jì)參數(shù)Table 3 Statistical parameters of Ba data based on content-summation models

圖6 研究區(qū)Ba元素logr-logN(r)散點(diǎn)圖及一元線性擬合結(jié)果(1568個(gè)樣本)Fig. 6 logr-logN(r) plots for Ba values from 1568 samples by different methods(a)含量－面積法; (b)含量－求和法; (c) 含量－距離法(a) content-area method; (b) content-summation method; (c) content-distance method

表4 利用含量-距離法確定Ba元素異常上限的統(tǒng)計(jì)參數(shù)Table 4 Statistical parameters of Ba data based on content-distance models

表5 不同方法計(jì)算的Ba元素負(fù)異常上限對(duì)比Table 5 Upper limits of negative anomalies based on different methods

采用表5中所列Ba元素異常上限值圈定研究區(qū)Ba的負(fù)異常如圖7、圖8、圖9所示。對(duì)比圖7、圖8、圖9結(jié)果不難發(fā)現(xiàn), 利用含量－面積法和含量－求和法計(jì)算的 Ba元素負(fù)異常上限能較好地圈出輝銅山銅礦產(chǎn)出地段Ba的負(fù)異常(圖7、圖8), 尤以含量－面積法更為明顯, 而利用含量-距離法計(jì)算的Ba的負(fù)異常上限仍然沒(méi)有圈出輝銅山銅礦產(chǎn)出地段 Ba的負(fù)異常(圖 9)。由此認(rèn)為, 從發(fā)現(xiàn)貧化元素負(fù)異常的角度考慮, 含量－面積法的效果更好。

5 研究區(qū)銅多金屬礦成礦遠(yuǎn)景分析

成礦過(guò)程中元素的富集、貧化是成礦作用的兩個(gè)方面, 沒(méi)有成礦元素的高度富集不可能形成礦床,而在成礦元素及其伴生元素發(fā)生富集的同時(shí), 勢(shì)必導(dǎo)致其它一些元素出現(xiàn)貧化, 也就是說(shuō), 元素的富集和貧化均是成礦作用的結(jié)果, 成礦作用過(guò)程中發(fā)生貧化的元素與發(fā)生富集的元素一樣, 都可以很好地指示礦床或礦化體的存在, 在地球化學(xué)勘查中具有同等重要的作用(馬生明等, 2009), 只是發(fā)生貧化元素在成礦遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測(cè)及礦床勘查中的應(yīng)用實(shí)例不多, 導(dǎo)致人們對(duì)其指示作用認(rèn)識(shí)不足。

圖7 研究區(qū)Ba異常圖(含量－面積法)Fig. 7 Ba anomaly map based on content-area method

圖8 研究區(qū)Ba異常圖(含量－求和法)Fig. 8 Ba anomaly map based on content-summation method

對(duì)比研究區(qū)內(nèi)Cu、Ba兩元素異常圖可以看到,在已知的輝銅山銅礦床產(chǎn)出地段, Cu出現(xiàn)了明顯的正異常(+), Ba出現(xiàn)了明顯的負(fù)異常(?), 兩個(gè)元素異常組合不僅很好地反映了該礦床中Cu富集、Ba貧化的特征, 而且為綜合利用元素的富集、貧化規(guī)律進(jìn)行成礦遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)提供了依據(jù)。除已知輝銅山礦床產(chǎn)出地段以外, 研究區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的Cu(+)、Ba(-)組合異常出現(xiàn)在輝銅山礦床以南地區(qū)。該 CuBa組合面積很大, 除Cu富集以外, 尚有Zn、Co、Ni、Fe2O3、MgO等元素的富集和Sr、Al2O3、Na2O等元素的貧化。如果單純從元素的富集、貧化規(guī)律分析, 此處異常成礦前景很樂(lè)觀。結(jié)合異常產(chǎn)出地段地質(zhì)背景分析, 此處異常受地層控制的可能性較大。該異常處出露地層主要為二疊紀(jì)菊石灘組(P1j)地層, 基本由黃綠色、灰黑和黑色頁(yè)巖和砂質(zhì)灰?guī)r構(gòu)成(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1989), 地表地質(zhì)觀察此處此地沉積地層中缺乏形成熱液型金屬礦床的條件, 據(jù)此推測(cè)此處異常是由二疊紀(jì)菊石灘組地層引起的。

在研究區(qū)其他地段均未出現(xiàn) Cu(+)、Ba(-)等富集貧化元素組合異常。因此, 綜合考慮現(xiàn)有富集、貧化兩類異常特征, 很難提出供進(jìn)一步工作的Cu礦床成礦遠(yuǎn)景區(qū)。

圖9 研究區(qū)Ba異常圖(含量－距離法)Fig. 9 Ba anomaly map based on content-distance method

6 結(jié)論

成礦過(guò)程中由元素的貧化而引起的負(fù)異常對(duì)地球化學(xué)勘查具有重要意義, 但是其指示作用尚沒(méi)有受到普遍重視, 原因之一是缺乏必要的研究手段,特別是有效圈定貧化元素負(fù)異常上限的方法。本文試驗(yàn)結(jié)果表明, 利用多重分析模型中含量-面積法、含量-求和法確定的貧化元素 Ba負(fù)異常上限, 進(jìn)而圈出的Ba的負(fù)異常, 與研究區(qū)內(nèi)已知輝銅山礦床產(chǎn)出位置非常吻合, 由此證實(shí), 多重分形模型方法在地球化學(xué)異常分析中具有獨(dú)特的作用, 值得在以后工作深入探討和推廣。此項(xiàng)研究結(jié)果為類似試驗(yàn)研究工作提供了參考案例。

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A Tentative Discussion on the Application of Multi-fractal Models to the Analysis of Regional Geochemical Anomalies

XU Ming-zuan1,2), ZHU Li-xin2), MA Sheng-ming1), CHEN Xiao-feng1)
1) Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, CAGS, Langfang, Hebei 065000;
2) Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037

As an important step in geochemical exploration, the analysis of geochemical anomalies is of great significance in the effective discovery of anomalies. However, in previous studies, researchers only focused on the investigation of the positive anomalies of metallogenic elements and their accompanying elements, and paid less attention to the study of the negative anomalies formed by the depletion of elements. As a matter of fact, negative anomalies play the same important role as positive anomalies in geochemical exploration. The absence of effective methods for discovering negative anomalies, especially the method for determining the upper limit of the negative anomaly, was one of the factors responsible for the ignoring of these anomalies in the past. Based on the stream sediment data obtained from 1:200,000 geochemical survey in Xiadong of Beishan area, the authors probed into the feasibility of the application of multi-fractal models to ascertaining the upper limit of the negative anomaly. The result shows that the upper limit of Ba could effectively delineate Ba negative anomaly in the Huitongshan copper deposit.

fractal model; content-area method; content-summation method; upper limit of negative anomaly

P632; P595; O14.4

A

1006-3021(2010)04-611-08

本文由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(編號(hào): 1212010813057)資助。

2010-03-14; 改回日期: 2010-04-12。

徐明鉆, 男, 1983年生。博士研究生。資源與環(huán)境勘查地球化學(xué)專業(yè)。E-mail: hbxmz@tom.com。

馬生明, 男, 1963年生。博士, 教授級(jí)高工。從事礦產(chǎn)勘查地球化學(xué)方法及技術(shù)研究。E-mail: MSMIGGE@163.com。