不同化探数据处理方法在找矿中的应用——以四川会理县银星铁铜矿为例

邓远文，胡夕鹏，江林香

（1.四川省地质矿产勘查开发局四0三地质队，四川 峨眉 614200；2.中国科学院广州地球化学研究所，广州 510640）

不同化探数据处理方法在找矿中的应用
——以四川会理县银星铁铜矿为例

邓远文1，胡夕鹏1，江林香2

（1.四川省地质矿产勘查开发局四0三地质队，四川 峨眉 614200；2.中国科学院广州地球化学研究所，广州 510640）

在四川会理县银星地区1:2.5万化探工作中，分别采用传统数据处理方法、衬度异常法、分形法进行数据处理，分析结果认为：衬度异常法计算过程简单，但对高背景区域异常的分解效果不明显；分形法计算过程复杂，却能强化不同背景区的地球化学异常。具体工作中通过不同数据处理方法的组合，择优进行推断解译，具有强化弱异常信息，提高找矿效率的重要功效。

地球化学；数据处理；找矿；应用

四川会理地区位于康滇地轴[1]东缘。由于该区经历了漫长的地史演化、多期多阶段构造—岩浆活动，构成了良好的成矿地质背景与丰富矿产资源。区内有著名的“东川铜矿”“拉拉铜铁矿”，是四川重要铜铁多金属成矿带。该带中的银星铁铜矿位于会理县南东向金沙江边，该区地形切割较深、表生地球化学作用复杂、找矿标志不明显。因此，在传统化探数据处理方法难以取得显著效果的情况下，需对该区地球化学信息采取特殊的处理方法来筛选和评价。

1 地质概况

研究区位于康滇地轴中段河口背斜东北翼，出露地层主要有前震旦系青龙山组第一段（Pt2q1）、第二段（Pt2q2）、第三段（Pt2q3），震旦系澄江组（Zac）及第四系（Q）。青龙山组为一套结晶灰岩与千枚岩、板岩互层；澄江组为一套紫红色砾岩夹砂岩。该区经历了多期构造岩浆活动，岩浆活动产物主要为超基性岩体（橄榄岩）。构造以北西南东向断裂为主，断裂大致平行排列，形成时代是震旦纪到白垩纪，切割震旦系地层（图1）。

图1 银星地质矿产略图

2 传统数据处理方法圈定异常

经典的地球化学找矿理论以岩石、土壤、水系沉积物测量作为找矿手段。地壳中化学元素的含量在空间分布构成了三维空间中的一个曲面，称之为地球化学面(geoehemieal surfaee)。20世纪50年代以来，地球化学家基本认为元素在地球化学场中服从正态分布或对数正态分布[2]。因此，传统地球化学异常下限的确定方法是统计勘查地球化学数据，判断数据的分布形式，对于符合正态分布的数据,其背景值和异常下限按下式算出:

式中：C0为背景值，CA为异常下限，S为样本方差。

若数据服从对数正态分布，将上式中x换成lgx计算即可,再将lgc0、lgcA换算成真数。

经检验，如果化探数据不服从正态或对数正态分布时,首先将数据转换为对数值，然后采用(± 2～3S)进行特高及特低含量剔除，重新计算，直到没有特高和特低含量为止。经过特高和特低含量剔除的数据被认为主要是背景含量,可以直接用这些数据算出背景值和异常下限。

运用上诉方法对研究区化探数据进行统计分析，计算出其相关地球化学参数见表1。

研究表明，传统数据处理方法得到的银星地区Fe、Cu异常下限分别为：11.38ⅹ10-2和116.95ⅹ10-6，以此圈定的地球化学异常见图2。

由图显示研究区采用统一异常下限，Fe元素异常面积小，无明显浓集中心，仅分布于小厂坝附近和图幅南西角；Cu元素异常则散布于研究区各处，异常规模小，没有突出的浓集中心，难以看出元素空间分布规律；Fe元素与Cu元素异常无明显浓度分带，空间套和性差。

表1 元素地球化学参数

图2 会理县银星元素异常图

3 衬度异常法圈定异常

金丕兴在开展吉林省中比例尺成矿预测工作中首次提出“地质背景值校正元素衬度法”（以下称衬度异常法）[6]。该方法是分不同地质单元统计元素的地球化学参数，计算不同地质体的元素背景平均值，并以该平均值作为均匀化因子，分别对不同地质体的原始数据进行“均匀化”处理，用“均匀化”得到的元素衬度数据圈定衬度异常。

研究区不同地质体地球化学参数见表2，由表看出元素在不同地质体中具有不同的分布特征，而传统化探数据处理方法忽略了这种个体差异，造成部分微弱地球化学信息被掩盖。

表2 不同地质体元素地球化学参数

按以上方法圈定的衬度异常如图3（Fe元素等值线：1-1.2-1.5；Cu元素等值线1-1.5-3.0）。与图2对比可以看出：在传统方法圈定异常的位置显示出相应的衬度异常，且衬度异常强度大，浓集中心突出；黄家坝、李家桥地等没有传统异常显示的低背景区亦出现衬度异常；Fe元素与Cu元素衬度异常空间套和较好；衬度异常在普昌德—石桌子、小厂坝—老江沟两线呈北西南东向带状展布；元素含量高背景区异常成块分布，异常分解效果不好。

4 分形法圈定异常

式中，r 为特征尺度；C > 0为比例常数；D > 0为分维数； N( r) = N ( ≥r) 表示尺度大于等于r 的数目或和数。

近年来分形理论已经引入到地质学中的许多领域。在勘查地球化学领域，由于地球化学元素含量的空间分布，是各种地球化学作用自发演化与相互叠加的结果，故具有确定性和随机性。传统数据处理方法难以描述元素含量的空间分布特征，分形理论则正好是一有效工具。

图3 会理县银星元素衬值异常图

表3 Fe元素含量与对应面积之间的关系

图4 元素含量与对应面积值的对数关系

应用最小二乘法求出斜率D即为相应分维数的估计量，分维数交点对应r值，即为元素含量分布的异常下限（小于分界点r对应的值为元素含量的背景分布,大于分界点 r对应的值为元素含量的异常分布）。

基于上诉分形理论，发现研究区Fe、Cu元素含量值与对应面积值存在如表3的对应关系。将元素含量值与对应面积值投在双对数坐标中，得到图4所示的关系，发现元素含量值与其面积值存在分形关系，经拟合得出：Fe元素异常与背景分界值为log（r）=0.89，r=7.76；Cu元素异常与背景分界值为log（r）=1.83，r=67.61。分别以7.76ⅹ10-2和67.61ⅹ10-6为Fe、Cu元素异常下限圈定的地球化学异常见图5。

对比图2、图3可以看出：分形法圈定的异常大小，形态及展布方式与衬度异常相似；异常在元素含量高背景区成块分布，但浓集中心突出；与传统方法圈定的异常相比，在有传统异常的位置均出现分形异常，而出现分形异常的位置则不一定存在传统异常。

5 异常筛选与查证

在对不同方法圈定化探异常对比分析的基础上，结合研究区地质调查成果，筛选出黄家坝、李家桥地、小厂坝和老江沟四个找矿靶区。其中小厂坝和老江沟靶区位于元素含量高背景区，三种方法圈定的化探异常均有不同程度显示，在衬度异常和分形异常中更表现为异常的浓集中心；黄家坝、李家桥地靶区位于元素含量低背景区域，传统数据处理方法在该区未圈出相应化探异常，但衬度法和分形法圈定的异常在此处都出现了明显的浓集中心。衬度法和分形法在普昌德—石桌子一线圈出的北西南东向带状异常与矿区主要构造F1断裂吻合，综合地形地质特征认为此异常带对该区构造运动有一定指示作用但并无较大的找矿前景。

分别对四个找矿靶区进行异常查证工作，经探槽施工，在黄家坝发现赤铁矿体一条，矿体厚 3.38m，全铁品位16.8%~22.52%；李家桥地发现铜矿体一条，矿体厚1.91m，Cu平均品位3.2%；小厂坝发现厚 6.88m，平均品位 0.52%的铜矿体一条；老江沟揭露厚 1.91m，平均品位3.2%的铜矿体一条。

综上，衬度异常法和分形法能够较好地消除或减弱不同地球化学背景对地球化学异常的影响，揭示低背景区被掩盖的异常（黄家坝和李家桥地），避免有用地球化学信息被遗漏，通过与传统化探数据处理方法的组合对比，能够更加准确地筛选异常，指导下一步找矿工作。

图5 会理县银星元素异常图(分形法）

6 结论

通过传统数据处理方法、衬度异常法、分形法在四川会理县银星铁铜矿化探异常圈定中的对比研究，取得以下成果：

1）在地球化学背景较复杂的区域，传统化探数据处理方法很难消除不同地质背景对化探异常的影响，基本不能揭示低背景区异常，难以为找矿工作提供有用的地球化学信息。

2）衬度异常法和分形法在圈定高背景区异常时对于低背景区异常也有一定的识别作用，在一定程度上消除或减弱不同地质背景对化探异常的影响。衬度异常法计算过程简单，但对高背景区域异常的分解效果不明显；分形法计算过程较复杂，却能强化不同背景区的地球化学异常，避免漏掉有价值的异常信息。

3）首次在该区运用传统数据处理方法、衬度异常法、分形法组合的方式分别圈定异常，并筛选黄家坝、李家桥地、小厂坝和老江沟四个找矿靶区。

4）对找矿靶区进行异常查证过程中，经探槽施工在黄家坝发现铁矿体一条、在李家桥地、小厂坝和老江沟各发现铜矿体一条。表明：在化探找矿难上加难的今天，打破传统模式采用多种有效数据处理方法组合的方式，通过对比研究择优筛选靶区可取得较好的找矿效果。

[1] 四川省地矿局．四川省区域地质志[M]．地质出版社．1991.

[2] 黄瑞．化探数据处理方法研究—攀西地区铂族元素为例(硕士学位论文)[D]．成都:成都理工大学地球科学学院，2005.

[3] 戴慧敏，宫传东，等．区域化探数据处理中几种异常下限确定方法的对比—以内蒙古查巴奇地区水系沉积物为例[J]．物探与化探，2010，34(6)：782～786.

[4] 纪宏金，连长云，杜庆丰．地球化学数据的标准化与衬度变换[J]．物探化探计算技术，1993(1)：19～25.

[5] 韩东昱，龚庆杰，向运川．区域化探数据处理的几种分形方法[J]．地质通报，2004，23(7)：714～719.

[6] 赵荣军．不同方法在栾川北部化探数据处理中的应用[J]．地质与勘探，2006，42(3)：67～71.

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The Application of Different Data Processing M ethods to Prospecting

DENG Yuan-wen1HU Xi-peng1JIANG Lin-xiang2
(1-No. 403 Geological Team, BGEEMRSP, Emeishan, Sichuan 614200; 2-Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510510）

The traditional geochemical exploration data processing methods often ignore the differences in geochemical background between different geological units. This paper applies the traditional data processing method, contrast anomaly method and fractal method to data processing of the 1:25000 soil survey in Yinxing, Huili Country, Sichuan Province. The results indicate that the contrast anomaly method is simple, but ineffective in the high background area, while the fractal method is complicated, but it can strengthen geochemical anomalies in the districts of different backgrounds.

geochem istry; data processing; contrast anomaly method; fractal method; prospecting; application.

O213

A

1006-0995（2014）01-0136-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2014.01.033

2013-01-04

邓远文（1987-），男，四川凉山州人，助理工程师，从事勘查地球化学工作