化探数据处理与解释评价

化探数据处理与解释评价吉林省地质调查院2008年2月26日定义：化探全称为地球化学勘查方法，运用地球化学原理和方法所进行的找矿活动，研究化学元素在岩石土壤，天然水、水圈、生物大气中分布规律，划分出找矿远景地段或叫找矿靶区。在覆盖区找矿和深部隐伏矿床方面具有很好的找矿效果，随着化探工作大力推广，其在找矿方面的优势越来越为地质工作者所认可。已成为与地质和地球物理等技术协同使用的常规勘查方法。第一部分、概述地球化学异常包括：矿床形成过程中形成的原生晕矿床表生分散形成的次生晕或分散流1：50000化探目标是发现与成矿有关的分散流异常地球化学异常规模大大超过矿体矿床规模，所以通过地球化学异常发现矿床比直接找矿容易得多，从而决定了化探的有效性。化探方法：岩石地球化学测量土壤地球化学测量水系沉积物地球化学测量植物地球化学测量水地球化学测量气体地球化学测量(汞气测量、金属气体深穿透)工作比例尺：全球性尺度的1：500万区域尺度的1：50万—1：20万矿田尺度的1：5万矿床尺度的1：1万—1：5000矿体尺度的1：1000—1：500地球化学勘查方法已渗入到矿床勘查各个阶段，随着分析技术的提高、计算机技术的发展，推动了化探技术的快速发展，计算机为大量数据处理与成图提供了便捷。化探工作程序：采样设计—野外采样—分析—数据处理—异常解释评价采样的关键在于样品的代表性与无污染。化探样品特点：(1)地理位置：每个样品都有采样位置，野外观察采样点环境信息，做好记录，包括地质、地形地貌、覆盖情况。(2)地球化学信息：样品反映采样单元或所控制汇水区的地球化学信息，为此多采用多点组合采样方法。(3)样品数量大：易出现错号、混样现象，所以必需采取严格的样品管理措施和制度，稍不留神就可能出现问题，需倍加注意。按管理程序去做，做到采样—加工—送样全过程万无一失。地球化学数据的处理和解释是成功地应用勘查地球化学的重要环节之一。对于初学者最为困难的事情。目前数据处理技术繁多，令人眼花缭乱，一般工作人员觉得无从下手。需要根据所做的地球化学勘查程度、工作目的，选择合适的数据处理方法。往往一些地球化学文献对实际方法细节解释十分有限，初学者很难系统地掌握数据处理技术。本次针对矿调中的化探工作计论数据处理与解释评价方法。更多的数据处理方法需在实际工作中应用和掌握。数据处理涉及数学问题，用的比较多的工程数学、概率统计学。只要掌握了数据处理与评价要点，万变不离其中，其它方法也就容易理解和掌握。任何数据处理方法的目的只有一个，就是为了提取找矿信息。好的数据处理方法看提供找矿信息量和信息的可靠性。化探是比较成熟的勘查技术，技术规范有国家标准、行业标准、工作标准。地球化学勘查技术符号(GB/T14839-1993)地球化学勘查术语(GB/T14496-1993)地球化学勘查图式图例及用色标准(QDZ/T0075-1993)地球化学普查规范(1：50000)(DZ/T0011-1991)注意：针对此规范分析技术要求，有补充规定区域地球化学勘查规范(DZ/T0167-2006)岩石地球化学测量技术规程(DZ/T0248-2006)土壤地球化学测量规范(DZ/T0145-1994)固体矿产预查和普查中物探化探遥感工作要求(DD2002-03)在以上化探技术规范中详细规定了化探采样、分析、数据处理、成图及异常评价技术要求。化探说容易也难，说难也容易。说难，所有地质人员都在用，非常普及；说容易，并不是谁都能做好，作出来的结果水平高低参差不齐。影响化探效果的主要因素是人的素质问题，真正能化探与地质很好结合的人并不多。多数人对化探技术规范一知半解，在模仿，尤其在异常评价方面由于知识面窄，没有打开思路，不能作出创新性的评价。下面利用这个时间，根据本人化探工作的体验一起讨论化探数据处理与异常解释方面的问题。我先讲然后留一点时间对讲的不明确的或大家工作中遇到的问题我们一起进一步讨论。希望通过这个班对目前进行的1：5万化探工作有所帮助，更多的靠大家的聪明才智和创造性思维。实践中读懂技术规范，逐渐熟练掌握化探技术方法。数据处理包括分析质量评估、建立数据文件参数计算、统计分析、成图等内容。一、分析质量评估当接到分析报告首先要进行分析质量评估，分析质量不合格，所得出的结论也是错误的，所以未做评估的数据无可靠性可言。通过分析数据质量的评估、评述数据的可信程度，说明哪些元素数据满足化探要求，哪些数据可作为参考或在哪些方面可以利用。比如报出率小于50%显然不能满足编制地球化学图的要求，但仍可用于异常圈定。第二部分、数据处理分析质量评估指标包括：1、分析方法及检出限2、分析方法准确度、精密度(用12个国家标准样分析12次结果进行统计)3、监控样分析准确度及精密度4、室验室内检样合格率5、异常点异常高含量或低含量样品检查(跳点样)6、重复样和密码样合格率7、报出率评估的依据：中国地调局中地调[2007]220号文1：50000地球化学普查规范样品分析技术要求补充规定此外，要考查分析批次之间是否存在偏倚或台阶，通过地球化学图才能反映出来，若有台阶及时反馈实验室进行校正。二、建立数据文件数据类型1、采样点坐标数据(单点样直接下载GPS坐标数据，组合样要输入网格中心坐标)将地理坐标转换成方里网坐标。按照送样顺序排序2、分析数据化验室提供的数据有基本样分析数据、重复样分析数据、标准样分析数据，内检样分析数据。按照样品性质进行分类整理，建议原始分析数据后面填加样品分类代码或分类名称。这样在Excel电子表格中很方便地筛选出来所需的样品数据。3、野外调查数据(记录卡信息)4、地质数据，采样点岩石类型、矿化蚀变信息，成矿构造信息，成矿类型信息等。除了按照规定要求建立数据库外，将各种数据组合成工作数据文件，供数据处理和成图。三、地球化学参数统计1、正态分布检验利用偏度峰度法，判断服从正态分布还是对数正态分布。偏度临界值：峰度临界值：由单一地球化学过程所形成的单一地质体中化学元素的含量服从正态分布，由于工作区多种岩石组合、成矿作用叠加，化探数据并非严格地服从正态分布或对数分布，分布情况有左偏型、右偏型、正态型、高峰型、低峰型五种，以左偏型最为常见。往往剔除±3S异常值后趋向于正态分布。偏度、峰度接近于临界值，且直方图基本对称时，用趋向于或接近于正态分布来描述。有时分析灵敏度和检出限也影响数据布，灵敏度低可能出现峰型分布，检出现高于实际含量水平时，可能出现左偏型。报出率低也出现右偏型。2、地球化学背景严格来讲地球化学背景是特定区域或某一地质体元素正常含量区间。地球化学背景起伏变化的。地球化学背景以背景平均值和标准离差表达。需统计的背景参数Co、S、Cv背景平均值计算时，Co±3S剔除离群含量。Cv为变异系数S/Co，以便元素之间离散程度对比。可利用Excel、SPSS、Geoexpl2005计算。3、地球化学异常指由地质作用、成矿作用元素富集地段，异常相对于背景而言。化探数据处理主要涉及如何客观地划分背景与异常的问题。异常下限公式：Ca=Co+(1.65—3)S通常采用Ca=Co+2S，所划出的异常可信度为97.725%，其中有2.275%是假异常。也就是有2.275%异常是将高背景划为异常的。所以异常具有概率上的意义，不可能为事件出现了就是异常。异常下限不是固定值，根据含量数据特征和地质成矿条件选择合理异常下限。报出率小于75%时，用累积频率法求异常下限，取累积频率的97.5%。往往多母体叠加时难以确定异常下限地表弱矿化地区需要确定最低异常下限地球化学异常的特点相邻高含量点相伴出现，这时可根据高含量点数降低异常下限。Ca=CO±单点异常下限Ca=CO+3S双点异常下限Ca=CO+2.12S四点以上异常下限Ca=CO+1.5S9个点以上异常下限Ca=CO+S这样圈定的异常较为可靠，假异常的概率小于0.14%，这些方法仅圈定低缓异常时供借鉴。四、多元统计分析多元统计分析的目的是为了提取成矿有关的地球化学信息，常见的方法有：1、元素相关系数2、点群分析3、因子分析可用Minitab、Sulfur、SPSS、GeoExpl2005、GeoMPIS2005统计。不同样品多元统计结果不同，关键在于抽样。首先明确需提取的信息，根据目的要求进行抽样。背景与异常信息:全区样品岩石地球化学信息：代表性岩石样品矿田矿化信息：矿田异常区样品矿区成矿伴生元素组合、多期多阶段成矿作用信息：矿区异常区样品因子分析还涉及因子数，可取特征值大于1的因子，也可用累积方差贡献确定，需结合地质条件，区域成矿特征确定合适的方差贡献大小。通常取70%—80%。这样所提取的因子包含了70%—80%的主要信息。需多次试验，经过几次反复才能获得理想的统计结果。五、地球化学图编制编制地球化学图的主要问题是含量分级1、等间距：运用于正态分布元素2、几何分级采用对数间隔：适用于对数正态分布元素，含量间隔为0.1lg对数间隔等值线值（μg/g、ng/g、mg/l、%）对数间隔等值线值（μg/g、ng/g、mg/l、%）0.11.251.112.50.21.61.2160.32.01.3200.42.51.4250.53.21.5320.641.6400.751.7500.86.31.8630.981.9801.0102.01003、累积频率分级：优点在于地球化学图等值线均匀分级参考《区域地球化学勘查规范》（DZ/T0167—2006）。根据成图效果、等值线疏密情况，需适当调整分级间隔。4、标准离差分级X=+ZSZ=-2.5、-2.0、-1.5、-1.0、-0.5、0.5、1.0、1.5、2.5、2.5异常叠加较多时做图效果不佳。特高值处理：以其周围平均值的2—3倍替代。微机成图方法1、数据图①Mapgis投影变换方法：xls文件转换成txt文件打开投影变换/投影转换/用户投影文件转换打开txt文件/选择按指定分隔符，确定“子图参数”设置分隔符号/确定分隔符单击数据生成和“确定”②三角剖分法数据文格式第一行输入Notgrid第二行往下XYZ数据存逗号分隔文件csv，扩展名改为det。空间分析/打开三角剖分文件模型应用/高程点标注制图2、等值线图⑴Mapgis空间分析①离散数据网格化法数据格式txt格式Grd模型/离散数据网格化，进行网格化平面等值线图绘制—成图*也可采用Sulfer网格化文件，grd文件网格化参数根据采样点密度合理确定，经过试验选择最佳参数。②三角剖分法可用三角剖分文件det文件直接做图三角剖分是测量中应用的插值方法⑵GeoExpl2005具有较好数据网格化和成图功能，化探数据计算、成图都可以完成。缺点：软件界面不友好。3、直方图制作软件：GeoExpl2005经常出现分组太少、过于分散的情况关键技术问题：⑴起始值：少数特低值、特高值影响直方图形态，以起始值调整直方柱位置。⑵分组间隔：一般取0.1对数间隔，分组太少时，缩短分组间隔，分组10—15个为宜。先用SPSS做实验，确定起始值、分组间隔，然后到GeoExpl2005做，再转换到Mapgis格式。六、地球化学异常图1、单元异常图①利用网格数据，以异常下限直接圈定②利用地质子区衬值法或标准化方法圈定，衬值A=；标准化值Z=(Xi-X)/S单元素异常浓度按异常下限的2、4、8倍分级。通常单元异常图作为中间过渡性图件2、综合异常图①将相关元素叠置形成多元素组合异常图，元素组合根据点群分析、因子分析确定，②按矿化类型元素组合编制③多元统计综合异常图因子计量编图：反映某一因子元素组合异常信息。累加晕、累乘晕：按矿化类型元素组合衬值或标准比值累加或累乘，计算异常下限，圈定综合异常。累加晕、累乘晕的作用是强化低缓异常。衬值和标准化值可以全区计算也可以地质子区分区计算。地质子区衬值法和标准化方法能更好地反映矿化信息。化探工作效果在很大程度上取决于对异常的解释评价水平。异常的解释评价没有固定模式，需从工作区地球化学特征、异常特征、地质背景、成矿规律作出评价。在这里介绍异常解释评价的基本思路，供大家借鉴。一、资料准备1、地质资料：地层