李永虎, 韓曉龍, 黃青華, 李曉民, 徐云甫

(1.青海青藏高原北部地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青海 西寧 810012;2.青海省地質(zhì)調(diào)查院,青海 西寧 810012)

0 引言

青海省是全國礦產(chǎn)資源大省,中小比例尺地質(zhì)勘查工作已基本覆蓋全省,其中地球化學(xué)勘查工作為全省找礦工作,如大場金礦[1-2]、夏日哈木銅鎳礦[3]、卡而卻卡銅礦[4]等中大型礦產(chǎn)發(fā)現(xiàn)和突破奠定了基礎(chǔ)。為了對已獲取區(qū)域地球化學(xué)勘查數(shù)據(jù)的集成和綜合,實(shí)現(xiàn)全省區(qū)域地球化學(xué)數(shù)據(jù)庫的更新和維護(hù),2007—2013年間開展了全省地球化學(xué)潛力評價(jià)[5],在全省性數(shù)據(jù)處理中,統(tǒng)一以4 km×4 km網(wǎng)格化數(shù)據(jù)作為40元素(化合物)最基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源,編制了40種元素(化合物)的地球化學(xué)系列圖件及數(shù)據(jù)集,為全省及全國部署找礦工作提供了詳細(xì)的地球化學(xué)資料。

近年來,青海省通過科技創(chuàng)新,在青海省柴周緣陸續(xù)開展了1∶2.5萬地球化學(xué)測量工作[6],有效解決了1∶5萬地球化學(xué)普查在省內(nèi)阿爾金、柴北緣及東昆侖等干旱—半干旱高寒山區(qū)及干旱荒漠戈壁殘山區(qū),因水系沉積物元素異常流長偏短,不能滿足地質(zhì)找礦的需要的問題,取得了較好的找礦效果,發(fā)現(xiàn)了如茶卡北山鋰鈹?shù)V、大格勒西稀土礦等[7]一批具有中大型找礦潛力的礦產(chǎn)地。為有效利用最新取得的1∶2.5萬地球化學(xué)測量成果,近年來計(jì)劃開展以1∶5萬水系沉積物測量和1∶2.5萬地球化學(xué)測量為基礎(chǔ)的系列編圖工作,作為省內(nèi)新一輪戰(zhàn)略性找礦行動(dòng)部署依據(jù),但如何實(shí)現(xiàn)不同比例尺數(shù)據(jù)的整合,形成數(shù)據(jù)集以制作系列圖件是最核心的問題;本文選擇了一個(gè)1∶5萬標(biāo)準(zhǔn)圖幅水系沉積物測量數(shù)據(jù)和其所包含的4個(gè)1∶2.5萬標(biāo)準(zhǔn)圖幅的地球化學(xué)測量數(shù)據(jù)作為本次研究對象,開展數(shù)據(jù)整合方法探索及驗(yàn)證。

1 研究區(qū)地質(zhì)背景

研究區(qū)(圖1)地處秦祁昆地層大區(qū),北昆侖地層分區(qū),區(qū)內(nèi)地層由老到新有古元古界金水口巖群白沙河巖組、上三疊統(tǒng)鄂拉山組及新生代地層;研究區(qū)由于受多期造山事件影響,巖漿活動(dòng)頻繁,基性—超基性、中-酸性巖漿侵入活動(dòng)和火山噴發(fā)活動(dòng)均有,成因類型復(fù)雜,測區(qū)巖漿侵入活動(dòng)記錄始于晚奧陶世,興盛于華力西-印支期,止于早侏羅世,火山活動(dòng)最早記錄于白沙河巖組中的基性火山巖,最晚記錄為鄂拉山組陸相火山巖。

圖1 研究區(qū)地質(zhì)簡圖[14]

研究區(qū)主體構(gòu)造主要發(fā)育近EW向、NE向、NW向三組斷裂,近EW向斷裂為早二疊世導(dǎo)巖構(gòu)造,在成礦上有時(shí)控特征,為早二疊世侵入巖提供了巖漿通道;NE向斷裂與早二疊世巴顏喀拉洋的擴(kuò)張和燕山期造山期后的伸展兩期構(gòu)造事件有關(guān),在成礦上為礦質(zhì)沉淀提供了儲(chǔ)礦空間的條件;NW向斷裂構(gòu)造有導(dǎo)巖導(dǎo)礦的雙重特性,基本控制了印支期侵入巖的分布,與之有關(guān)的側(cè)羽張剪裂隙或其本身為成礦提供了良好通道和儲(chǔ)礦空間條件。

研究區(qū)已發(fā)現(xiàn)有哈日扎銅多金屬礦[8]、哈龍休瑪多金屬礦[8]、希望溝銅鎳礦[10]等多處礦床點(diǎn),主體成礦時(shí)代屬華力西-印支期-燕山期成礦,空間上礦化與鄂拉山組、白沙河巖組、花崗閃長斑巖及NW向斷層關(guān)系密切,其中哈日扎銅多金屬礦共圈出13條銅鉛鋅銀礦體;哈龍休瑪多金屬礦圈出鉬礦體34條,鉬鎢礦體1條;希望溝銅鎳礦發(fā)現(xiàn)19處基性—超基性巖體,圈定20條鎳鈷礦化體,1條銅礦化體,呈現(xiàn)出研究區(qū)有較好的找礦潛力。

2 地球化學(xué)特征

通過全區(qū)1∶2.5萬地球化學(xué)測量工作,本區(qū)開展了20種元素富集與離散特征、因子分析、聚類分析及元素時(shí)空分布特征研究,確定了五個(gè)類別的元素組合[11-12]。

結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)背景及礦產(chǎn)特征認(rèn)為Cr、Ni、Co元素組合異常區(qū)與研究區(qū)希望溝地區(qū)基性—超基性巖體出露區(qū)吻合,說明該元素組合主要反映了區(qū)內(nèi)基性—超基性巖體的分布特征;La、Nb、Th、U、Y元素組合異常區(qū)與研究區(qū)早侏羅世肉紅色中細(xì)粒鉀長花崗巖巖體分布特征較為一致,說明該元素組合主要反映了區(qū)內(nèi)堿性巖體的分布特征;Ag、Cd、Cu、Pb、Zn元素組合異常區(qū)與調(diào)查區(qū)已有哈日扎礦區(qū)范圍一致,說明該元素組合是區(qū)內(nèi)主成礦元素;W、Sn、Mo、Bi元素組合異常區(qū)與研究區(qū)哈龍休瑪斑巖體、矽卡巖體發(fā)育區(qū)及構(gòu)造交匯區(qū)較為吻合,說明該類元素組合除反映已有成礦事實(shí)的礦區(qū)內(nèi)元素組合特征外,在一定程度上反映了異常區(qū)巖漿活動(dòng)及構(gòu)造發(fā)育程度;Ag、Au、As、Sb元素組合異常區(qū)與構(gòu)造密集區(qū)或者斷層破碎帶較為吻合,說明該元素組合主要反映區(qū)內(nèi)構(gòu)造熱液活動(dòng)。

3 數(shù)據(jù)基本情況

本文所使用的各元素原始數(shù)據(jù)分別來源于察汗烏蘇河地區(qū)1∶5萬區(qū)域綜合調(diào)查報(bào)告[13]和察汗烏蘇河地區(qū)1∶2.5地球化學(xué)測量報(bào)告[14];所選研究區(qū)為一個(gè)1∶5萬標(biāo)準(zhǔn)圖及所包含的4個(gè)2.5萬標(biāo)準(zhǔn)圖幅,面積為417.3 km2,樣品粒級皆為-10目～+60目。

1∶5萬水系沉積物測量工作是以1∶5萬地形圖為工作手圖;采樣點(diǎn)主要布置在地形圖上可以辨認(rèn)的最小水系(>300 m),即一級水系口上,對長度大于500 m的水系,溯源追加布點(diǎn),二、三級水系適當(dāng)控制,采樣點(diǎn)布置以有效控制匯水面積為原創(chuàng),水系最上游的采樣點(diǎn)控制匯水域面積在0.125～0.25 km2范圍內(nèi);研究區(qū)共計(jì)采樣點(diǎn)數(shù)2435個(gè),采樣密度為5.84個(gè)點(diǎn)/km2,樣品介質(zhì)為水系沉積物;測試元素為Au、Ag、Sn、As、Sb、Bi、Cu、Pb、Zn、Co、Cd、W、Mo、La、Nb等15種。

1∶2.5萬地球化學(xué)測量工作是以放大的1∶5萬地形圖和充分利用高分辨率的遙感影像圖,精確配準(zhǔn)后勾繪出全區(qū)大于200 m的水系作為野外工作手圖;采樣點(diǎn)主要控制一級水系,稀疏控制二級水系,采樣點(diǎn)主要布設(shè)在長度大于200 m的水系溝口,對長度大于350 m的在水系中間增加布設(shè)一個(gè)點(diǎn),采樣點(diǎn)布置以有效控制匯水面積為原則,水系最上游的采樣點(diǎn)控制匯水域面積在0.031 25～0.0625 km2范圍內(nèi);研究區(qū)共計(jì)采樣點(diǎn)數(shù)8437個(gè),采樣密度為20.21個(gè)點(diǎn)/km2,樣品介質(zhì)以水系沉積物為主,無水系沉積物的則由多點(diǎn)組合殘坡積物代替;測試元素為Cr、Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Mo、Sn、W、Nb、Y、La、Cd、Th、U、As、Sb、Bi、Ag、Au等20種。

根據(jù)上述兩種工作方法采樣密度、采樣位置、采樣介質(zhì)等的差異,作者已選擇研究區(qū)已知礦床進(jìn)行了1∶2.5萬地球化學(xué)測量有效性分析,研究表明1∶2.5萬地球化學(xué)測量采集樣品更接近源物質(zhì),結(jié)果更為準(zhǔn)確,對地質(zhì)背景的反映更為精確[11];本次數(shù)據(jù)整合方法驗(yàn)證,以選擇兩批數(shù)據(jù)共有元素為前提,以1∶2.5萬標(biāo)準(zhǔn)圖幅接圖線為界,形成“田”字格,對4個(gè)1∶2.5萬標(biāo)準(zhǔn)圖幅進(jìn)行編號(hào),西北角為A,順時(shí)針依次為B、C、D,其中A、C兩個(gè)圖幅使用1∶2.5萬地球化學(xué)測量數(shù)據(jù),B、D兩個(gè)圖幅采用1∶5萬水系沉積物測量數(shù)據(jù)。

4 數(shù)據(jù)整合方法及數(shù)據(jù)集

近年來青海省依據(jù)以前人1∶5萬地物化成果及數(shù)據(jù),開展了多個(gè)整裝勘查區(qū)找礦部署研究及靶區(qū)優(yōu)選項(xiàng)目的實(shí)施,為省內(nèi)新一輪的找礦及部署提供了可靠的依據(jù),其中地球化學(xué)測量工作需完成全區(qū)各元素豐度、富集離散及元素組合等特征的分析及單元素異常圖、地球化學(xué)圖、組合異常圖及綜合異常圖等成果圖件的制作,開展上述工作的基礎(chǔ)是實(shí)現(xiàn)全區(qū)數(shù)據(jù)的整合,形成數(shù)據(jù)集;在數(shù)據(jù)整合的過程中發(fā)現(xiàn)因采樣密度、采樣介質(zhì)、樣品粒級、測試方法等不同的原因,各批數(shù)據(jù)之間存在臺(tái)階,需采用合理方法消除臺(tái)階,同時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)的精確性方可開展下步工作。本文選擇了常用的三種數(shù)據(jù)整合方法,并嘗試提出“匯水域網(wǎng)格均值法”與之對比,以期獲得最好的成圖效果及最高的數(shù)據(jù)利用率。三種常用方法分別為常規(guī)拼接法、離散網(wǎng)格化數(shù)據(jù)法、標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格均值法;對形成的數(shù)據(jù)集本次研究工作統(tǒng)一采用 GeoIPAS V4.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,離散數(shù)據(jù)網(wǎng)格化方法統(tǒng)一采用:趨勢面法,網(wǎng)格間距采用250 m×250 m,搜索半徑為1250 m×1250 m,制作地球化學(xué)圖進(jìn)行驗(yàn)證。

4.1 常規(guī)拼接法

常規(guī)拼接法是指對不同地區(qū)、不同比例尺原始數(shù)據(jù)直接拼接,不做人為修改,形成常規(guī)拼接原始數(shù)據(jù)集;該方法是最簡單也是最能代表原始態(tài),但是因不同數(shù)據(jù)之間可能存在密度差異等原因,在后期地球化學(xué)制作過程中可能出現(xiàn)圖面存在臺(tái)階的情況。

4.2 離散網(wǎng)格數(shù)據(jù)法

離散網(wǎng)格數(shù)據(jù)法是指對不同地區(qū)、不同比例尺原始數(shù)據(jù)使用同一網(wǎng)格化方法和網(wǎng)格化參數(shù)進(jìn)行離散數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,形成離散網(wǎng)格化數(shù)據(jù)集;該方法現(xiàn)階段 GeoChem Studio、GeoIPAS 等多個(gè)軟件都能實(shí)現(xiàn),在處理過程中只需考慮選擇合理的網(wǎng)格化方法和網(wǎng)格間距,最終導(dǎo)出離散網(wǎng)格化數(shù)據(jù)集,進(jìn)行地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)及地球化學(xué)特征分析。該方法同樣存在可能出現(xiàn)圖面臺(tái)階的情況。

4.3 標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格均值法

標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格均值法是指對不同地區(qū)、不同比例尺原始數(shù)據(jù),使用1∶5萬水系沉積物測量中最小方里網(wǎng)格(0.25 km2)作為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格,對網(wǎng)格區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行均值化,每一個(gè)網(wǎng)格作為一個(gè)點(diǎn),中心點(diǎn)位置作為坐標(biāo),均值作為數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)整合,形成標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格均值數(shù)據(jù)集;該方法需提前按照500 m×500 m方里網(wǎng)網(wǎng)格形成含有不同ID的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格區(qū)文件,再與原始數(shù)據(jù)點(diǎn)文件進(jìn)行空間分析,使原始數(shù)據(jù)歸屬到每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格中,再使用 Excel 數(shù)據(jù)表進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì),算出每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格中各元素均值,并把標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格中心點(diǎn)位置作為均值坐標(biāo),整合為數(shù)據(jù)集,可作為地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)及地球化學(xué)特征分析的依據(jù)。

4.4 匯水域網(wǎng)格均值法

匯水域網(wǎng)格均值法與標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格均值法數(shù)據(jù)處理方法有一定相似之處,但不是簡單的全域數(shù)值規(guī)則網(wǎng)格化,而是首先對不同地區(qū)、不同比例尺原始數(shù)據(jù),應(yīng)用水系沉積物測量中匯水域概念,以山脊及水系長度形成不規(guī)則匯水域網(wǎng)格,其次對各不規(guī)則匯水域網(wǎng)格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行均值化,形成每一個(gè)網(wǎng)格均值點(diǎn),以中心點(diǎn)位置作為坐標(biāo),均值作為數(shù)據(jù),最后進(jìn)行數(shù)據(jù)整合,形成匯水域網(wǎng)格均值數(shù)據(jù)集;該方法需采用對DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行水文分析的方法,將研究區(qū)進(jìn)行匯水單元[15]的不規(guī)則網(wǎng)格剖分,根據(jù)區(qū)內(nèi)的河流分布特征以及地質(zhì)環(huán)境條件的復(fù)雜程度,全區(qū)離散為不同面積的格網(wǎng)單元,后期處理方法與標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格均值法類似。

本次數(shù)據(jù)驗(yàn)證期望解決的核心問題是:① 不同類型的數(shù)據(jù)集在進(jìn)行再次利用和分析時(shí)是否存在失真,能否作為全域數(shù)據(jù)分析研究的基礎(chǔ),是否能夠作為地球化學(xué)系列圖件制作的基礎(chǔ)。② 不同類型的數(shù)據(jù)集使用時(shí)需要解決不同圖幅同一比例尺以及不同比例尺之間可能存在的數(shù)據(jù)臺(tái)階,數(shù)據(jù)臺(tái)階形成的不同原因分析及解決辦法;③ 需根據(jù)工作區(qū)地質(zhì)-地球化學(xué)特征,分析和判斷按照不同方法整合的最終數(shù)據(jù)集,能夠保留或反映多少信息,為再次利用使用或者進(jìn)一步工作能否提供有利的數(shù)據(jù)支撐。④ 提出每一種數(shù)據(jù)集最終實(shí)現(xiàn)一張圖[16]的最合理方法,提出優(yōu)缺點(diǎn),為今后的工作提出合理的建議。

5 數(shù)據(jù)驗(yàn)證及對比分析

為更準(zhǔn)確的對比上述數(shù)據(jù)整合方法的適用性和有效性,本文整合了1∶2.5萬地球化學(xué)測量原始數(shù)據(jù)集、1∶5萬水系沉積物測量原始數(shù)據(jù)集、離散網(wǎng)格數(shù)據(jù)集、常規(guī)拼接法數(shù)據(jù)集、標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格均值數(shù)據(jù)集及匯水域均值數(shù)據(jù)集共6個(gè)數(shù)據(jù)集(下文及圖、表中6個(gè)數(shù)據(jù)集依次以a、b、c、d、e、f表示),并通過地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)及地球化學(xué)特征分析開展研究,地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)選擇了Au、Ag、As、Sb、W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Co、Cd、La、Nb等15種元素測試數(shù)據(jù)為對象,計(jì)算不同數(shù)據(jù)集中各元素平均值、中位數(shù)、變化系數(shù)等,對比分析其差異性;地球化學(xué)特征分析選擇了Cu、Co兩種元素作為研究對象,制作不同數(shù)據(jù)集元素地球化學(xué)圖,對比分析各數(shù)據(jù)集同一元素空間分布特征與地質(zhì)背景及成礦事實(shí)的對應(yīng)性。

5.1 地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)及分析

表1 數(shù)據(jù)集參數(shù)特征

5.1.1 元素豐度值差異

本文通過各元素豐度、標(biāo)準(zhǔn)離差的對比中分析不同數(shù)據(jù)集各元素豐度差異,以便對比分析不同數(shù)據(jù)集的可利用程度。

通過各元素豐度比值變化擬合圖[16](圖2),對比分析各數(shù)據(jù)集之間的差異,其中元素豐度比值等于各數(shù)據(jù)集元素豐度值除以全區(qū)數(shù)據(jù)元素豐度值;擬合圖顯示:① 不同數(shù)據(jù)集各元素比值越接近1,則該數(shù)據(jù)集越貼合背景值,所反映的地球化學(xué)特征越準(zhǔn)確。② 擬合圖形態(tài)越接近圓形,規(guī)則程度越高,則該數(shù)據(jù)集的全元素可利用程度越高。

圖2 各數(shù)據(jù)集豐度比值擬合圖

如圖2所示,從數(shù)據(jù)集貼合背景程度看,匯水域均值數(shù)據(jù)集最為準(zhǔn)確,次之為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格均值數(shù)據(jù)集,第三為地球化學(xué)測量原始數(shù)據(jù)集,其中地球化學(xué)測量原始數(shù)據(jù)集為單一數(shù)據(jù),不具備數(shù)據(jù)整合研究的作用;從擬合圖形態(tài)規(guī)則程度看,匯水域均值數(shù)據(jù)集擬合圖最接近圓形,其他數(shù)據(jù)集圖像均存在不同程度的偏差,顯示出某一或某幾種元素準(zhǔn)確度偏低,故認(rèn)為匯水域均值數(shù)據(jù)集更適合全元素分析利用。綜合分析確定匯水域均值數(shù)據(jù)集能夠在充分利用全部拼接數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,兼顧原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和全元素的可利用性。

各元素標(biāo)準(zhǔn)離差是反映一個(gè)數(shù)據(jù)集不同元素的的離散程度。通過各元素標(biāo)準(zhǔn)離差比值變化擬合圖(圖3),對比分析各數(shù)據(jù)集之間的差異,其中各元素標(biāo)準(zhǔn)離差比值等于各數(shù)據(jù)集標(biāo)準(zhǔn)離差除全區(qū)所有數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)離差;圖3中,圖3a、3b為單一數(shù)據(jù)集,圖3c～3f為整合數(shù)據(jù)集,通過對比不同整合數(shù)據(jù)集離差擬合圖以分析其對圖3a、圖3b單一數(shù)據(jù)集的融合程度。

圖3 各數(shù)據(jù)集標(biāo)準(zhǔn)離差比值擬合圖

由圖3可見: 各元素標(biāo)準(zhǔn)離差比值越大則反映該數(shù)據(jù)集中該元素在區(qū)內(nèi)的離散程度越高,更有利于凸顯異常,反之則越低;擬合圖各元素形態(tài)越接近圓形,說明數(shù)據(jù)集受地球化學(xué)測量數(shù)據(jù)影響越大,反之受水系沉積物數(shù)據(jù)影響越大。

如圖3所示:①地球化學(xué)數(shù)據(jù)集更接近全區(qū)所有數(shù)據(jù)富集離散特征,水系沉積物數(shù)據(jù)集存在明顯差異,只有個(gè)別元素接近比值1,說明水系沉積物數(shù)據(jù)集對異常的凸顯較弱;②離散網(wǎng)格數(shù)據(jù)集、標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格均值數(shù)據(jù)集中各元素標(biāo)準(zhǔn)離差比值小于1,說明整合方法削弱了數(shù)據(jù)離散程度,不利于認(rèn)定成礦元素;③常規(guī)拼接原始數(shù)據(jù)集標(biāo)準(zhǔn)離差比值最接近地球化學(xué)數(shù)據(jù)值準(zhǔn)離差比值,受數(shù)據(jù)量多少較為嚴(yán)重,說明該數(shù)據(jù)集在參數(shù)統(tǒng)計(jì)過程中,可能產(chǎn)生誘導(dǎo);④匯水域均值數(shù)據(jù)集中標(biāo)準(zhǔn)離差比值,既有利于凸顯異常,又利于成礦元素的確定,便于綜合利用。

5.1.2 元素富集離散度差異

本文通過變異系數(shù)擬合圖(圖4),對比分析各數(shù)據(jù)集中元素富集離散特征差異,其中Cv2為剔除高低值后變化系數(shù)。

圖4 各數(shù)據(jù)集變異系數(shù)擬合圖

圖4a、4b為單一數(shù)據(jù)集,圖4c～4f為整合數(shù)據(jù)集。通過對比不同整合數(shù)據(jù)集變異系數(shù)擬合圖以分析其對圖4a、4b單一數(shù)據(jù)集的融合程度。對比顯示: ① 總體線性分布的基礎(chǔ)上,圖4f線性形態(tài)最為均衡,圖4c存在彎曲,圖4d存在斷折,圖4e集中度不足; ② 從找礦利用上分析,離散度高的元素成礦可能性較大,圖4f離散極值明顯大于其他,可見該數(shù)據(jù)集更有利于凸顯異常,指導(dǎo)找礦; ③ 從元素分組上分析,按照離散度高低分類,圖4f分為Cd-Zn-Bi-Mo-W-Sn,Au-As-Ag-Pb-Sb-Cu,Co-Nb-La三組,基本融合了圖4a、4b元素組合,且準(zhǔn)確度最高。

5.1.3 元素相關(guān)性差異

本文通過R型聚類分析(圖5),對比分析各數(shù)據(jù)集中元素組合特征差異。圖5a、5b為單一數(shù)據(jù)集,圖5c～5f為整合數(shù)據(jù)集。通過對比不同整合數(shù)據(jù)集R型聚類分析譜系圖以分析其對圖5a、5b單一數(shù)據(jù)集的融合程度,綜合元素富集離散度分析元素分組的準(zhǔn)確度。譜系圖顯示: ① 圖5c～5f整合數(shù)據(jù)集元素分組相比于圖5a、5b單一數(shù)據(jù)集,在細(xì)微分組上更加精確,且分組程度更高。 ② 綜合分析,匯水域均值數(shù)據(jù)集元素分組更接近于圖5a、5b單一數(shù)據(jù)集,且對成礦元素的分組更貼合地質(zhì)背景。

圖5 各數(shù)據(jù)集元素相關(guān)性譜系圖

5.2 地球化學(xué)特征對比分析

通過不同數(shù)據(jù)集主要元素地球化學(xué)圖(圖6、圖7)的對比,擬獲得最為貼合成礦事實(shí)、圖面效果最佳、細(xì)微變化最顯著的數(shù)據(jù)集;依據(jù)研究區(qū)地質(zhì)背景、地球化學(xué)元素富集規(guī)律、礦產(chǎn)勘查成果及地球化學(xué)特征,可知主成礦元素Cu富集區(qū)主要代表哈日扎銅多金屬礦床范圍,指示元素Co富集區(qū)主要代表超基性巖體分布范圍。

圖6 各數(shù)據(jù)集銅元素地球化學(xué)異常圖

圖7 各數(shù)據(jù)集鈷元素地球化學(xué)異常圖

Cu、Co元素地球化學(xué)圖顯示: ①相比于相比于圖6a、6b單一數(shù)據(jù)集,圖6c～6f整合數(shù)據(jù)集在微細(xì)變化上更優(yōu)于圖6b,接近于圖6a,說明其地球化學(xué)指示作用強(qiáng)于水系沉積物測量原始數(shù)據(jù)集。 ②相比于圖6a、6b單一數(shù)據(jù)集,圖6c～6e整合數(shù)據(jù)集均存在一定的拼接痕跡,而圖6f圖面效果最好,拼接處轉(zhuǎn)化更為自然或基本可以忽略圖面拼接痕跡。 ③結(jié)合地質(zhì)背景分析,圖6c～6f均能較好的突出細(xì)微變化,對線性構(gòu)造、局部巖體均有充分反映。圖6f則兼顧了圖面微細(xì)變化充足和地質(zhì)背景反映充分的特點(diǎn)。

6 探討及結(jié)論

(1)通過分析對比認(rèn)為,離散網(wǎng)格數(shù)據(jù)集、常規(guī)拼接原始數(shù)據(jù)集、標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格均值數(shù)據(jù)集、匯水域均值數(shù)據(jù)集均在一定程度上存在失真,但能基本反映全域地球化學(xué)信息,仍可作為全域數(shù)據(jù)分析研究的基礎(chǔ),從數(shù)據(jù)真實(shí)程度和可利用程度上排序,匯水域均值數(shù)據(jù)集 >常規(guī)拼接原始數(shù)據(jù)集 >離散網(wǎng)格數(shù)據(jù)集 >標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格均值數(shù)據(jù)集。

(2)通過分析對比認(rèn)為,不同類型的數(shù)據(jù)集在制作地球化學(xué)圖中均存在一定的拼接痕跡或數(shù)據(jù)臺(tái)階,但仍可作為研究全域地球化學(xué)規(guī)律的基礎(chǔ)圖件,不同數(shù)據(jù)集地球化學(xué)圖在地質(zhì)信息全面——準(zhǔn)確度和圖面優(yōu)化度兩方面的綜合排序,匯水域均值數(shù)據(jù)集 >標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格均值數(shù)據(jù)集 >離散網(wǎng)格數(shù)據(jù)集 >常規(guī)拼接原始數(shù)據(jù)集。

(3)相較于其他基于數(shù)學(xué)模式的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,匯水域網(wǎng)格均值法是在遙感數(shù)據(jù)水文分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合地形地貌、水系分布、流長及匯水面積等因素,以自然匯水域?yàn)榫W(wǎng)格單元形成數(shù)據(jù)集,減少了機(jī)械式數(shù)理統(tǒng)計(jì)造成的異常偏移、疊加混亂等影響,更能代表所在區(qū)域地球化學(xué)屬性。

綜上所述,文章認(rèn)為相較于常規(guī)使用的數(shù)據(jù)拼接法,匯水域網(wǎng)格均值法雖然存在不同區(qū)域間存在拼接痕跡、數(shù)據(jù)存在一定失真等問題,但基本解決了數(shù)據(jù)拼接中的如數(shù)據(jù)臺(tái)階過于明顯、數(shù)據(jù)失真度較高、拼接數(shù)據(jù)反映地質(zhì)背景不足、圖面信息弱化嚴(yán)重等系列問題;在使用方面能夠?qū)崿F(xiàn)全域一張圖的設(shè)想,在數(shù)據(jù)量較大、數(shù)據(jù)來源眾多、數(shù)據(jù)間偏差較大的綜合研究中,其作用更加明顯。