地质探矿中化探异常评价方法研究

王立涛

（甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730000）

目前地质探矿中采用传统异常评价方法有着无法精确提取异常元素以及确定成矿异常元素分布特征的技术难点，本文通过对地质探矿中化探异常的评价方法解决这类难题。

地质探矿中化探异常评价研究，是传统评价方法与异常评价方法的交叉融合，其中涉及到最基本的矿体地质构造，这是探矿的基本条件；探矿过程中涉及到的化探异常是研究异常评价方法的研究手段之一；此外，对传统评价方法的研究要深入，不能浅尝辄止，异常评价方法是利用评价的综合研究而不是简单的各种方法的简单叠加[1]。通过系统地测量和研究各类矿体中成矿主元素与异常元素分布下限的指标，进行化探异常评价方法研究。地质探矿中化探异常是指矿化区段的某些特殊情况，如某些异常元素含量的高低，成矿主元素含量的分布的特性以及化探异常元素存在形式的差异。包含两个层面，探矿异常元素的提取以及分布，应用化探异常评价方法进一步提高地质探矿效率。

1 提取探矿异常元素

在地质探矿过程中，传统评价方法存在着无法确定化探异常的准确数值以及特点的问题，运用异常评价方法进行化探异常的异常元素提取。

元素异常M是一个较好的综合指标，可以利用该指标来识别多元异点。设有个a样品，分析了b个变量，则a个样品在成矿空间的分布看作是一个超椭形球，该椭球的中心由b个变量的均值向量确定，大小由元素异常不定参数n确定。

在地质探矿中为了使元素异常样品F标度更加精细化，需求解元素异常F，其中，j为已知矿致异常中最小成矿有利度值。

在此基础上，为了求解在元素提取之后，元素异常最大和最小极值，计算元素异常极值M，公式为：

由此得出，从相关系数中，可以得出在探矿过程中成矿主元素之间的内在稳定性与元素异常表现密切相关。当a与b之差大于零时，元素稳定性较高；反之，元素异常可能性就越大。这种数据求异组合的异常处理方法改善了单个元素异常简单机械叠加的传统数据处理方式，避免了出现无矿化信息的假异常状况，使探矿异常更加集中，元素异常形态规则，与矿体的分布走向能够基本吻合。将定量组合求异方法应用到探矿化探异常评价方法处理，再结合元素组合异常的数据匹配分析获得的组合异常结果在一定程度上提高了地质探矿的精准度[2]。

2 获取异常标度分布下限特征

地质矿体的化学元素背景通常是曲面而非平面形状，矿体异常源的存在则会对曲面背景造成一定程度的偏离，异常评价方法比传统评价方法能更为准确地计算出偏离轨道，经过探矿元素提取后，需要确定元素异常标度分布下限特点，在此过程中经常出现的问题是异常元素下限范围无法确定。

运用探矿地区地质异常元素背景值与异常下限值对开展矿区化探及化探异常和探寻矿区异常评价方法的推进工作非常重要。早期采用数据统计方法，将各项数据进行收集汇总，算出异常元素分布下限的平均值与标准偏差；通过a个地质矿系沉积物样品中主要异常源成矿元素的异常值由小至大排列，如A＜B＜C＜…＜G＜…＜Ga，将样本中所有小于或者等于G的样本数累加与总样本数相比，得到的百分比为85%时，对应的G值即为异常下限。由此得到地质矿体中，元素异常下限值(MOPH)计算方法如下：

其中，SDKY、JEIM、VZQ分别为各个主要成矿元素的异常平均值，c、a1、a2、a3为待确定系数，通过计算结果可得出，在确保异常元素的稳定性与分布下限之间成正比。即异常元素的稳定性越高，在矿体分布的下限范围就越大。

为了继续得出准确结论，将元素分布下限与异常源存在的可能运用如下公式进行运算：

其中A代表异常源，m代表成矿主元素分布、a代表其他异常元素，并保证且k不等于0。结果显示，如果矿区存在异常源，就一定会出现化探异常的情况。而异常源导致的化探异常的求异结果处理分析有助于矿体的发现。矿体中各元素在化学环境迁移能力方面有一定差异，需明确异常元素多维标度的分布特点[3]。

成矿主元素和异常元素之间至少会保留一部分地质成矿作用过程中形成的内在联系。不同元素组合的求异结果表明，把矿体或者矿化二者其中任意一个引起的异常看作是一个完整的异常组合，那么成矿主元素就是异常的核心要素；缺少成矿主元素的异常则不能称之为异常源，化探异常评价方法也无法成功应用。

3 确定化探异常评价范围

化探异常评价的范围确定，可以用F值对异常进行分级、排序。当F≥1时，成矿异常源为矿致异常的可能性最大，也就是存在成矿主元素，可判定为一级异常；当1≤F≤3时，异常元素为矿化异常的可能性最大，探矿有一定的难度，但可操作性较强，可判定为二级异常。当F＜0.5时，地下围岩异常或弱矿化的可能性最大，探矿难度最大，可判定为三级异常。

异常元素标度靶区确定后，通过多维标度评判公式，得到异常等级判断后的矿区元素组合异常的数据；成矿主元素的多维标度等级决定了异常区矿体数量以及矿体剥蚀程度。再利用不同元素定量组合的求异分析方法对探矿评价方法进行匹配分析。

矿体异常元素等级和剥蚀程度主要影响异常元素标度等级。异常源主要元素的前端元素和末端元素的分布组合特征，异常元素成矿远景有利度值的高低与异常实际分布面积(FN)、剥蚀强度(R)相关。因此，异常成矿有利度(用PT表示)为：

FN为元素异常的水平面积(km2)；θ为异常区地形平均坡度；R为剥蚀强度；成矿远景有利度包括异常源前端元素末端元素的含量和。对于矿体异常源引起的化探异常，尽管矿体剥蚀强度不同，显示出矿区元素在质量上有所不同。由此可见，PT值愈大，则化探异常评价方法的精确度越高；反之，则精确度越低。

4 实验

4.1 实验准备

为了测试探矿中化探异常评价方法的准确性，将某地区的成矿主元素作为实验数据，分别采用传统异常评价方法和化探异常评价方法进行70组实验。以此对地质探矿中传统评价方法与化探异常评价方法的准确度进行比较。

4.2 实验结果

我们通过对比探矿过程中传统异常评价方法与化探异常评价方法对成矿异常主元素的准确度，得出如下实验结果：

图1 传统评价方法与异常评价方法准确率对比

如图所示，地质探矿过程中，同样的元素数据，实验组数较少时传统异常评价方法与化探异常评价方法的准确率差距越小，反之，二者准确率差值则越大。由此得出使用化探异常评价方法能更为精确的结论。

在探矿过程中，化探异常评价方法的应用，对有效的提取异常元素以及分析的地质矿体元素分布特征做到较大提升。如果不考虑地质矿体围岩背景差异的话，则会大面积出现元素异常区域，而无法准确划分元素异常等级。

5 结语

传统异常评价方法下，采用统一的元素异常下限值，则部分矿致异常容易被忽略掉，而在显示异常的区域内中找不到矿，对地质探矿过程中的化探异常提取增加了很大难度。而这恰巧是化探异常评价方法能准确显示出元素异常分布下限的优势，更符合地质探矿中成矿主元素的分布规律。加强矿体区域异常信号，适合于小范围区域的异常信息提取和特征分析，对探矿过程中化探异常情况的异常评价方法的应用具有深远意义。