GeoDA软件在区域化探数据找矿中的应用
2016-06-02张建红孟海东
张建红 杨 敏 孟海东
(1.内蒙古科技大学矿业研究院；2.内蒙古科技大学材料与冶金学院)
GeoDA软件在区域化探数据找矿中的应用
张建红1杨敏2孟海东1
(1.内蒙古科技大学矿业研究院；2.内蒙古科技大学材料与冶金学院)
摘要利用空间自相关Moran指数，借助GeoDA软件对内蒙古某地区1:50 000水系沉积物测量数据进行分析。结果表明：运用全局空间自相关Moran指数可确定Cu是否存在空间聚集现象，运用LISA和Moran散点图可确定元素具体的聚集位置和范围，利用关联分析技术可寻找到与Cu相关的Zn、Ni，为寻找伴生元素提供了依据。
关键词水系沉积物测量Moran指数化探数据空间聚集关联分析
地学数据在空间分布上既具有关联性，又具有规律性，最大限度地挖掘该类相关性，为找矿提供更多有价值的信息是一项有意义的工作。GeoDA软件可提供一个友好的可视化界面描述空间数据的相关性，该软件是在地图和统计图表相互作用的环境下运行的，运用了强大的窗口连接技术[1-3]。本研究借助该软件对内蒙古某地区1:50 000水系沉积物测量数据进行相关性分析，为区内地球化学找矿工作提供有价值的参考信息。
1空间自相关指数及Moran散点图
1.1空间自相关指数
(1)全局空间自相关Moran指数。Moran's I指数可反映空间邻近区域单元之间的属性值是否存在相关性。为分析地球化学元素的空间分布情况，本研究采用GeoDA软件分析Cu的空间关联性。Moran`s I指数的变化范围为-1～1，小于0表示负自相关，等于0表示不相关，大于0表示正自相关。
(2)局部空间自相关Moran指数(LISA)。可用于评价某区域内Cu与邻近区域Cu的相关程度。
1.2Moran散点图
全局空间自相关Moran指数仅能从总体上反映区域元素有无聚集性，无法反映该区内某一元素确切的聚集位置和聚集类型(高高聚集或低低聚集)。Moran散点图以(z，wz)为坐标点，z为所有元素的观测值和平均值之间的离差组成的向量，wz为空间权重矩阵W与向量z的乘积，即相邻区域观测值的空间加权平均值，亦称为空间滞后向量。Moran可反映元素的局部空间分布格局，分为4个象限(图1)，第一象限表示高高关联，第二象限表示低高关联，第三象限表示低低关联，第四象限表示高低关联[4]。
图1 Moran散点图
2试验分析
2.1数据来源
本研究数据来源于内蒙古某地区1:50 000水系沉积物测量成果，采样面积约363 km2，共有379个采样点，每一采样点中主要分析的元素为Cu、Zn、Mo、Cr、Co、Ni、Cd、W、Pb、Bi、Sb、As、Hg、Sn、Au、Ag。该区位于西伯利亚板块东南大陆边缘，历经中生代中亚—蒙古造山与火同岩浆活动以及多生地质构造活动的影响，对于成矿非常有利。区内的铜锌多金属矿床位于内蒙古锡林郭勒盟东乌旗县北东约15 km处，是我国近些年来在地质调查过程中最新发现的矿床[5]。本研究搜集到的数据为Excel格式，为便于采用GeoDA软件分析，运用ArcGIS软件将其转化为Shapefile格式数据。
2.2试验结果
首先分别在Hinge=1.5和Hinge=3.0的情况下，分别制作该区域Cu的箱形地图，发现结果一致。由箱形图可知：Cu无下异常值的范围，Q50
为更直观地确定该区域Cu的具体分布情况，运用GeoDA软件生成LISA聚集分布图，采用不同的着色区分自相关类别，由于地球化学找矿一般仅关注高含量元素的空间分布状况，所以仅对高高聚集、高低聚集、低高聚集进行分析。黑色代表高高聚集，深灰色代表低高聚集，浅灰色代表高低聚集，无色则表示不显著。由Cu的LISA聚集图可知：Cu主要分布于该区域东部及北东部，与搜集到的事物资料相吻合。
通过空间自相关分析确定了Cu的聚集区域，运用关联分析技术寻找与Cu相关联的元素有Zn和Ni，Cu与Zn的关联系数为0.59，Cu与Ni的关联系数为0.68。由此可知，在找到铜矿的同时，很有可能找到Zn、Ni等伴生矿产。
3结论
(1)运用全局空间自相关Moran指数，并借助GeoDA软件可确定Cu 在区内是否具有聚集性，利用LISA和Moran散点图可进一步确定该元素的具体聚集位置和聚集情况，如高值聚集或低值聚集。
(2)在确定Cu的聚集区域后，利用关联分析技术对该区域的所有元素进行分析，发现Zn、Ni与Cu的关联性较强，说明在找到铜矿的同时也可能找到Zn、Ni等伴生矿产。
(3)运用GeoDA软件进行空间自相关分析与关联分析适合于处理地球化学数据，可为地球化学找矿提供可靠依据。
参考文献
[1]张朝生，章申，何建邦.长江水系沉积物重金属含量空间分布特征研究——空间自相关与分形方法[J].地理学报，1998，53(1)：87-96.
[2]胡健，周艳春.基于Geoda 的我国区域油页岩资源勘探开发序列研究[J].西安交通大学学报：社会科学版，2015，35(1)：61-65.
[3]万鲁河，王绍巍，陈晓红.基于GeoDA的哈大齐工业走廊GDP 空间关联性[J].地理研究，2011，30(6)：977-984.
[4]部慧，梁小珍，皮理.我国金融业区域发展差异的空间统计分析[J].系统工程理论与实践，2014，34(5)：1171-1179.
[5]刘晓阳，李俊建，李生，等.内蒙古东乌旗狠麦温都尔锌铜多金属矿矿床地质特征[J].地质调查研究，2012，35(4)：241-246.
(收稿日期2015-07-13)
张建红(1988—)，女，硕士研究生，014010 内蒙古自治区包头市昆都仑区阿尔丁大街7号。
