MAPGIS平台化探数据特征范文

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《资源环境与工程杂志》2014年第S1期

1.应用实例

1.1研究区地质概况1.区域地质特征矿区位于桐柏-大别变质核杂岩隆起亚带中部。区域出露主要为TTG系列的英云闪长质片麻岩、奥长花岗质片麻岩、花岗闪长质片麻岩组合；表壳岩系为沉积其上的含铁碎屑建造（苏必利尔铁建造—BIF）、孔兹岩系及碎屑—碳酸盐岩建造夹双峰式火山建造（称大别山（岩）群）；而侵入岩则主要表现为晋宁期和燕山期的花岗岩类。造山带内岩浆活动十分频繁，发育多期岩浆岩，尤以燕山期后碰撞钙碱性花岗岩最为强烈，工区北部有灵山、新县和商城等岩体分布，规模较小的岩体主要形成于早白垩世，其中中酸性小岩体密布，岩性多为酸性富碱的花岗斑岩、似斑状花岗岩、石英斑岩及花岗闪长斑岩等。2.矿床地质特征矿区出露地层属秦岭－大别地层区卡房－龟峰山小区，出露主要岩性有黑云二长花岗质片麻岩、斜长角闪岩、斜长角闪片岩等。广泛出露的二长花岗质片麻岩以及基性火山岩组，岩石化学性质十分稳定，岩石中节理、裂隙发育，为良好的成矿围岩，也提供了储矿空间。区内岩浆岩活动频繁，燕山期岩浆侵入尤为强烈,提供了丰富的的岩浆热液和成矿物质来源。区内构造复杂，断裂构造极其发育，它们控制了热液活动、地表水和地下水运移,控制了成矿流体的运移，提供了有利的导矿通道及成矿空间，进而控制矿体的空间分布。区内构造以断裂活动为主。按照空间展布特征可划分为北西西向、近东西向、北北东向三组，以北西西向较为发育，它们组成了区内网格状的断裂构造格架，基本与区域构造配套。其中两路口断层、狮子垴断层为工区主要断层。两路口断层区内出露长度约3km，走向10～30°，断层产状310～340°∠45～78°，形成的破碎带一般宽5～15m，带内发育强硅化岩、构造角砾岩、碎裂岩及碎粒岩，明显与围岩面理斜交，常见断层引起的拖曳褶曲，构造岩具明显分带现象，从内到外依次为碎粉岩、角砾岩、碎裂岩，部分有早期糜棱岩残留，断裂带及其附近节理发育，沿断层常常见石英细脉沿裂隙面充填及黄铁矿化，该断层是区内规模最大的断裂构造，该断层是商城—麻城断裂的次级断裂，且两路口钨矿床主矿体分布于其构造破碎带内。

1.2确定异常下限以矿区土壤化探数据为例，有样品2600个，分析Ag、As、Bi、Mo、Pb、Sn、W、Zn元素，按C-A模型理由mapgis软件进行计算求出r和A(r),取对数部分统计结果如表1，根据统计数据制作散点图，如图1。以Ag元素为例，利用公式②③求拟合两段直线方程为：lgA(r)=0.272lgr+6.8592(-3.91<lgr<-2.95)lgA(r)=-2.627lgr-0.0902(-2.95<lgr<1.04)因此分维数为D1=0.272，D2=2.627，异常下限r0=0.0523，分界点r0的地质意思是含量小于0.0523为背景数据，大于0.0523为异常数据。经分析表明：⑴在双对数（lgr-lgA）图中，元素含量与面积的投影点呈现曲线分布，可用两条或多条直线去拟合，显示出一种连续多重分型特征。其中第一段直线非常平坦，D1数值接近零，大致反应了元素含量的低值背景，第二段直线斜率较陡，反应元素含量的高值区及异常区，两条直线的拐点对应元素含量可视为异常下限。⑵图中分维值D定量的反应了元素含量在空间上的丛集集度和不均匀程度，D值越大，则元素空间分布均匀，且主要集中在低含量区，在地质上成矿能性极小，如As元素D2=8.48；D值越小，反应元素低值含量点到高值含量点的频率下降的越慢，元素在空间上分布越不均匀，存在着较多高含量点，在地质上有富集成矿的可能，如W元素D2=1.04、Mo元素D2=1.43，在两路口地区主攻矿种就是钨钼矿，分形分维值真实反映了地质事实，经长期分形数据处理笔者认为D2值小于2，尤其是小于1.8有极大可能性富集成矿。⑶图中有些元素多重分维，分维数D3明显小于D2，在图像上曲线明显偏离第二条直线段，如Mo、Pb、Sn、Zn元素，说明这些元素在高含量点基础上有二次局部富集，在地质上极有可能是成矿元素的伴生元素，且本区Ag与Pb、Zn富集没有相关性，Mo与Pb、Zn富集有一定相关性，W、Bi富集具有较强相关性，Mo与W、Bi富集也存在相关性。

1.3绘制异常图依据分维确定的拐点处对应的元素值，可直接绘制元素异常图，以W元素为例，依据多重分维D1、D2、D3，确定区域异常下限为7.39μg/g，局部异常（矿致异常）下限为40μg/g，绘制异常图，如图2。对比传统方法绘制的异常图，如图3。分形C-A模型处理方法保留了所有异常数据，其区域异常能较好反应矿区构造特征，体现W元素富集与东西向构造的密切关系；其局部异常面积小于传统方法，更为有效地体现了最小面积最大含矿率原则。

2.结论

基于分形C-A模型，确定化探异常下限主要有以下特点⑴反映化探数据元素特征。传统方法确定地球化学元素异常下限值的前提，是元素含量呈正态分布或者对数正态分布，所以传统方法通常需要多次剔除特高值，不断检验是否符合正态分布，即“检验－计算－再检验－再计算”的过程，分形C-A模型法确定异常下限值时，无需数据服从正态分布，也不用对数据进行特高值剔除处理，大大降低了人为因素的干扰，能较客观地反映了研究区成矿元素的分布形态。⑵异常下限确定有理论依据。对服从多维分形的化探数据，运用最小二乘法拟合曲线，斜率不同的直线段反映的是不同期次的地球化学场，所对应的分界值往往可作为区分背景和异常的临界值，这为研究地球化学元素的分布规律及其异常下限确定，提供了理论支持，且元素分维值D2越小表示该元素越有富集成矿的可能，可利用分维值快速确定主攻矿种。⑶C-A模型分析实现容易。仅利用MAPGIS和Excel就能实现化探数据分形C-A模型分析，操作简单易行。结合传统方法确定异常下限，进行对比分析，能取得较好的效果，提高矿产预测的可靠性和客观性，对指导矿区下一步工作具有参考意义。

作者：胡飞陈建国曾小华黎蓉李靖李鹏单位：中国地质大学资源学院湖北省地质调查院湖北省地质灾害防治中心湖北省地质环境总站