利用衬度法绘制化探综合异常图

2016-08-01徐国志刘宏哲

现代矿业 2016年6期

关键词：化探等值线网格化

李　欢　徐国志　刘宏哲　冯　盼

(河北地质大学研究生院)

利用衬度法绘制化探综合异常图

李欢徐国志刘宏哲冯盼

(河北地质大学研究生院)

摘要在化探扫面工作的基础上，现阶段我国正进行的整装勘查区1∶50 000区域地质调查工作均配备了地球化学测量工作，该工作已成为我国找矿工作的重点。在分析常规综合异常图绘制方法的基础上，以内蒙古锡林浩特某地的区域地质矿产调查工作为例，详细分析了利用衬度法绘制综合异常图的具体流程。实践表明，采用该方法绘制的综合异常图不仅图面清晰，而且有利于指导找矿工程的布设。

关键词衬度法综合异常图单元素衬度值总衬度值

地球化学测量可分为系统采样、测试分析、数据整理等3个部分，其中，数据整理工作具有承上启下的关键性作用，既是对前期野外工作的系统总结，也可指导下一步的找矿工作。本研究在详细分析现阶段我国地质行业化探综合异常图绘制方法的基础上，提出采用衬度法绘制化探综合异常图的思路。

1常规综合异常图绘制方法

现阶段化探工作中所涉及异常图主要包括单元素异常图、组合异常图和综合异常图。单元素异常图的绘制步骤包括原始数据整理、离散数据网格化和平面等值线绘制。组合异常图是建立在单元素异常图之上，依据工作区所属成矿带元素特征、地质背景、元素迁移规律、元素富集与贫化特征，结合各元素分析数据的相关性特征，最终确定元素组合，将每一种组合中的相关单元素异常进行添加，即可形成组合异常图。综合异常图是指将所有分析元素的异常特征全部显示于同一幅异常图中，该方法是基于已完成的组合异常图，将所有绘制完成的组合异常图进行叠加，即可形成综合异常图。

2衬度法绘制综合异常图思路

综合异常图是在组合异常图的基础上，研究几组元素的空间分布规律的综合性图件[1-4]。该定义在一定程度上与组合异常图无太大差异，仅增加了元素数量，同时也增加了图面负担，也无法完全代表研究区内所有元素的地球化学特征。为在同一幅综合异常图中更全面、系统地显示研究区内所有元素的地球化学特征，需将所有元素的含量值进行叠加。实验室内对元素进行常规分析时，某些元素在地壳中的丰度值相对较高，分析值可达10-6数量级；某些元素在地壳中的丰度值相对较低，分析值可达10-9数量级。若仅简单的对所有元素的分析值进行叠加，无疑会减弱某些含量相对较低(10-6数量级)元素的异常强度。为消除数量级不同而造成的影响，在利用衬度法绘制综合异常图时，提出了“单元素衬度值(single element contrast value，SECV)”和“总衬度值(Total contrast value，TCV)”的概念。单元素衬度值可定义为某元素分析数据与该元素异常下限的比值，当单元素衬度值≥1以上时，表明该采样点的某元素分析结果大于异常下限，可形成该元素异常，将该值定义为异常衬度值(Anomaly contrast，AC)；当单元素衬度值<1时，表明该采样点的某元素异常下限大于分析结果，无法形成元素异常。总衬度值可定义为某采样点所有分析元素异常衬度值之和与异常元素数量的比值。单元素衬度值为分析结果与异常下限的比值，属于无量纲参数，故通过取平均值得到的总衬度值也属于无量纲参数，因而有利于不同含量级别元素之间的叠加。所谓衬度法，即通过对分析数据进行处理，得到每个采样点的总衬度值，以总衬度值≥1为异常下限，勾绘等值线，绘制综合异常图，通过设置不同类型的步长(表1)，绘制综合异常图进行比对，综合考虑成图效果，同时结合实际成矿条件，认为以2n为步长生成的综合异常图既美观又清晰。

表1　步长设置对比

3应用实例

内蒙古锡林浩特某地区已完成了区域地质矿产调查工作，化探样品分析时共分析了16种元素，且通过化探方法初步圈定了规模相当的铅锌多金属矿产。通过对该区域化探样品分析数据的整理和图件的编制，采用衬度法绘制综合异常图，流程见图1。

图1　综合异常图绘制流程

3.1原始数据整理

将化探采样点位和样品分析数据存储于Excel表中，其中X坐标位于第1列，Y坐标位于第2列，16种元素分析数据位列其后。

3.2确定异常下限

将上式计算结果转换为非对数形式，即可得到异常下限值。

上述计算过程可能在绘制单元素异常图时已完成。对于异常下限的确定，建议采用SPSS软件进行数据处理。

3.3数据分析

(1)计算单元素衬度值，即某元素的分析结果与该元素异常下限的比值，可利用Excel表完成计算。

(2)区分采样点有无异常，即当单元素衬度值≥1时，在计算总衬度值时采用该数据；当单元素衬度值<1时，在计算总衬度值时舍弃该数据，并将其单元素衬度值取为0。通过区分采样点有无异常，可得到16种元素的单元素衬度值表。该过程可采用Excel表中IF函数实现。

(3)计算总衬度值，该值为某采样点所有分析元素异常衬度值之和与异常元素数量的比值，可在单元素衬度值表中进行计算。异常衬度值数量可通过Excel表中的COUNTIF函数实现。异常衬度值之和即为单元素衬度值表中所有数值之和。通过上述运算，在计算总衬度值时仅需进行简单的函数运算即可完成。在总衬度值计算完毕后，新建一个Excel表，其中，X坐标位于第1列，Y坐标位于第2列，总衬度值Z位于第3列，将该Excel表另存为 “.txt”格式。

3.4离散数据网格化

对分析数据进行网格化处理，使原本并无关联的相邻采样点产生联系，是绘制等值线图的核心。本研究利用MapGIS软件的DTM分析功能完成离散数据的网格化处理。

3.5平面等值线图绘制

平面等值线图绘制是对网格化数据文件的图面显示，将数学模型转换为直观图形，该过程将形成初步的综合异常图。详细步骤为①MapGIS软件→空间分析→DTM分析→Grd模型→平面等值线图绘制，选取已经生成的网格化数据文件(*.Grd)；②参数设置，该操作步骤至关重要，不仅关系到所生成的综合异常图的正确性，而且关系到图面整体的美观性，可在设置等值线参数对话框中选择等值线套区、绘制色阶、保留边界线、等值线光滑处理(光滑度为高程度)、轴向标尺。由于本研究采用的是 1∶ 50 000 区域地质矿产调查工作所得的化探分析数据，故在制图幅面中应进行数据投影变换。在等值层值中，等值线层分段参数起始值设置为1，设置等值层值时，以2n为步长无法设置步长增，故需手动填写等值层值，具体数值可参考表1。注记参数设置时要求每条等值线都须有标记，设置完成后如图2所示。上述参数设置完毕后，点击“确定”，即可生成等值线图，并保存为相应的点、线、面文件。