地球化学异常异常下限确定及异常圈定探讨-地质所-朱斌
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中钢集团天津地质研究院有限公司 青年员工岗位技能经验交流竞赛
所属部门：地 质 所
参赛人员：朱
时
斌 间：2012.10.9
背景值及异常下限的确定
富集区
背景区
贫化区
背景值 从找矿的角度，化探中将未受成矿作用影响的地区叫做背景区。 背景区元素含量总是在背景上限和背景下限之间变动，接近背景上限或者背景下限 含量值的样品是少数的，大多数接近平均值。 背景区内元素大多数元素含量的平均值即为背景区元素背景值（简称为背景值）。 异常值 地球化学异常区是相对于地球化学背景区而言的，是指与地球化学背景区有显著 差异的元素的含量富集区或贫化区。 在异常区内，指示元素的含量与周围的背景区有明显的差异，该指示元素的含量 值称为地球化学异常值，简称异常值。
箱图及两侧横线内数据为正常值，该范围以外为奇异值（高、低）。 估计二个横线附近的数值，高奇异值为大于箱图上方横线处对应数值的所 有数据，低奇异值来自百度文库小于箱图下方横线处对应数值的所有数据。 剔除所有奇异值后，再重复箱图操作，直到所有剩余数据均落在正常值范 围内。
上述几种方法只是计算出了背景值和异常下限的参考数 值，且各种方法各有优缺点，实际使用背景值与异常下限值 是根据该计算参考值在地球化学图面上表现最终确定。 主要标准如下：
问题，它关系到能否识别出于成矿有关的地球化学信 息。
背景值和异常下限确定主要 方法对比及选择
地化剖面法 概率格纸法 直方图法
图解法
多重分形法 含量排列法
迭代法
数据排序法
PASW箱图法
计算法
累积频率法 稳健多元线性 回归分析法 克里格法
1、地化剖面法（可以不考虑奇异值）
在已知区做地化剖面：要求剖面较长，穿过矿化区（含蚀变区）和正常地层 （背景），能区分含矿区和非矿区就可确定为下限。该方法简单直观，但需经验， 又称经验法。 缺点：地化剖面反映的只是局部地区的化学信息，对于变化不均匀区域代表 性差。
2、概率格纸法（可以不考虑奇异值）
将实测数据点以含量和频率作 图投绘在正态概率格纸图上，如果 基本分布在一条直线上，就可以读 出任一分位数值，分位数值就是某 一累积频率所对应的含量值。 15%——负异常 50%——背景值 98%——（X+2δ）异常下限 分位数值是一组很有用的统计 特征值。
如果为两条斜率不等的 直线所综合形成的曲线，应 用多重母体分解法，以拐点 为界，左侧背景占60%，右 侧异常占40%，换算成单一 母体累计频率。 背景母体的累计频率=背景 部分每个点的累计概率 *100/60。 异常母体累计频率=（异常 部分每个点的累计频率-60） *100/40。 再分别绘累计频率图。 所得背景部分累计频率基本 为一条直线，50处的横坐标 即为背景值。98处的横坐标 即为异常下限。
3、直方图法（可以不考虑奇异值）
背景值 研究子样分布直方图为单峰、并接 近对称的近似正态分布，则对最大频率 柱左侧顶角与右邻直方柱左顶角连线， 两条线交点在横坐标上的投影为众值M0， 即可作为背景值。以最大频率直方柱高 的0.6倍作横线，与频率密度曲线有左右 两交点，左交点至众值投影线间长度对 应的含量为均方差S。由向右量2-3倍S长 度，该处所指的含量即为异常下限。
5、含量排列法（不考虑奇异值）
从频率与含量在双对数坐标中的表现图形来认识正态分布、 对数正态分布及多模式分布，进而在上述分布中加入若干异常高 含量值，从而得出含量排列法的确定划分地球化学异常下限的方 法：
在频率与含量 双对数坐标中，当 不存在异常时，正 态分布与对数正态 分布模式的曲线可 划分为两段，二者 以拐点是否明显以 及两段间的过渡关 系相区别。多模式 分布以三段为特征， 他与对数正态分布 加异常的区分在于 其第ⅠⅡ段较平缓。 当存在异常时，第 Ⅱ与第Ⅲ段的分界 点即可视为异常下 限，当曲线可划分 为三段以上时（可 能对应于多模式分 布），为提高异常 下限，应将第Ⅲ 与 第Ⅳ段的分界点确 定为异常下限。
1、异常占总体地球化学图面的15%左右
2、保证异常的连续性（不出现较多的星点状 异常）
6、迭代法（必须剔除奇异值）即传统方法
7、数据排序法（不考虑奇异值）
比较简单、实用， 所有数据从小到大 ，按含量排序
8、PASW箱图法（计算时剔除奇异值）
奇异值
剔除 高奇 异值 下限 剔除 低奇 异值 上限
箱图内 正态分 布范围
用PASW软件的 箱图法功能进行异常 奇异值剔除（元素含 量排序后剔除高低奇 异值），实现剔除后 数据整体均满足正态 分布，再结合迭代法 的计算公式，确定其 元素背景值和异常下 限。
S
2S
异常下限
如果是明显的双峰分布、且各自较为对称， 即可以在衔接部位定位异常界限，也可以按上 法对低含量的母体进行图解求众值、均方差和 异常下限。
如果分布直方图为单峰正偏形态，仍按下 述方法图解，因为确定均方差S时，只考虑未 受高含量矿化影响的样品，只对低含量部分进 行图解。
4、多重分形法
多重分形法将背景与矿化 异常的形成认为是两个相互独 立的过程，它们分别满足不同 的幂指数分别。目前利用分形 技术进行地球化学异常下限确 定的方法主要有（含量）周长 法、（含量）面积法、（含量） 距离法、（含量）频数法等， （含量）求和法，以（含量） 求和法进行讲解。
工作中一般处理的地球化学元素背景值均属于局部的背景值
背景的范围、尺度不同，异常的规模、性质也就不同。以地球化学省为 背景发育的成矿区带是区域地球化学异常，同时它又是圈定局部异常（矿产异 常）时的背景。背景与异常具有相对性。
怎么样圈定背景区、异常区。
关键是背景值及异常下限的确定。 背景值与异常界限的确定是地球化学调查中最基本的
所属部门：地 质 所
参赛人员：朱
时
斌 间：2012.10.9
背景值及异常下限的确定
富集区
背景区
贫化区
背景值 从找矿的角度，化探中将未受成矿作用影响的地区叫做背景区。 背景区元素含量总是在背景上限和背景下限之间变动，接近背景上限或者背景下限 含量值的样品是少数的，大多数接近平均值。 背景区内元素大多数元素含量的平均值即为背景区元素背景值（简称为背景值）。 异常值 地球化学异常区是相对于地球化学背景区而言的，是指与地球化学背景区有显著 差异的元素的含量富集区或贫化区。 在异常区内，指示元素的含量与周围的背景区有明显的差异，该指示元素的含量 值称为地球化学异常值，简称异常值。
箱图及两侧横线内数据为正常值，该范围以外为奇异值（高、低）。 估计二个横线附近的数值，高奇异值为大于箱图上方横线处对应数值的所 有数据，低奇异值来自百度文库小于箱图下方横线处对应数值的所有数据。 剔除所有奇异值后，再重复箱图操作，直到所有剩余数据均落在正常值范 围内。
上述几种方法只是计算出了背景值和异常下限的参考数 值，且各种方法各有优缺点，实际使用背景值与异常下限值 是根据该计算参考值在地球化学图面上表现最终确定。 主要标准如下：
问题，它关系到能否识别出于成矿有关的地球化学信 息。
背景值和异常下限确定主要 方法对比及选择
地化剖面法 概率格纸法 直方图法
图解法
多重分形法 含量排列法
迭代法
数据排序法
PASW箱图法
计算法
累积频率法 稳健多元线性 回归分析法 克里格法
1、地化剖面法（可以不考虑奇异值）
在已知区做地化剖面：要求剖面较长，穿过矿化区（含蚀变区）和正常地层 （背景），能区分含矿区和非矿区就可确定为下限。该方法简单直观，但需经验， 又称经验法。 缺点：地化剖面反映的只是局部地区的化学信息，对于变化不均匀区域代表 性差。
2、概率格纸法（可以不考虑奇异值）
将实测数据点以含量和频率作 图投绘在正态概率格纸图上，如果 基本分布在一条直线上，就可以读 出任一分位数值，分位数值就是某 一累积频率所对应的含量值。 15%——负异常 50%——背景值 98%——（X+2δ）异常下限 分位数值是一组很有用的统计 特征值。
如果为两条斜率不等的 直线所综合形成的曲线，应 用多重母体分解法，以拐点 为界，左侧背景占60%，右 侧异常占40%，换算成单一 母体累计频率。 背景母体的累计频率=背景 部分每个点的累计概率 *100/60。 异常母体累计频率=（异常 部分每个点的累计频率-60） *100/40。 再分别绘累计频率图。 所得背景部分累计频率基本 为一条直线，50处的横坐标 即为背景值。98处的横坐标 即为异常下限。
3、直方图法（可以不考虑奇异值）
背景值 研究子样分布直方图为单峰、并接 近对称的近似正态分布，则对最大频率 柱左侧顶角与右邻直方柱左顶角连线， 两条线交点在横坐标上的投影为众值M0， 即可作为背景值。以最大频率直方柱高 的0.6倍作横线，与频率密度曲线有左右 两交点，左交点至众值投影线间长度对 应的含量为均方差S。由向右量2-3倍S长 度，该处所指的含量即为异常下限。
5、含量排列法（不考虑奇异值）
从频率与含量在双对数坐标中的表现图形来认识正态分布、 对数正态分布及多模式分布，进而在上述分布中加入若干异常高 含量值，从而得出含量排列法的确定划分地球化学异常下限的方 法：
在频率与含量 双对数坐标中，当 不存在异常时，正 态分布与对数正态 分布模式的曲线可 划分为两段，二者 以拐点是否明显以 及两段间的过渡关 系相区别。多模式 分布以三段为特征， 他与对数正态分布 加异常的区分在于 其第ⅠⅡ段较平缓。 当存在异常时，第 Ⅱ与第Ⅲ段的分界 点即可视为异常下 限，当曲线可划分 为三段以上时（可 能对应于多模式分 布），为提高异常 下限，应将第Ⅲ 与 第Ⅳ段的分界点确 定为异常下限。
1、异常占总体地球化学图面的15%左右
2、保证异常的连续性（不出现较多的星点状 异常）
6、迭代法（必须剔除奇异值）即传统方法
7、数据排序法（不考虑奇异值）
比较简单、实用， 所有数据从小到大 ，按含量排序
8、PASW箱图法（计算时剔除奇异值）
奇异值
剔除 高奇 异值 下限 剔除 低奇 异值 上限
箱图内 正态分 布范围
用PASW软件的 箱图法功能进行异常 奇异值剔除（元素含 量排序后剔除高低奇 异值），实现剔除后 数据整体均满足正态 分布，再结合迭代法 的计算公式，确定其 元素背景值和异常下 限。
S
2S
异常下限
如果是明显的双峰分布、且各自较为对称， 即可以在衔接部位定位异常界限，也可以按上 法对低含量的母体进行图解求众值、均方差和 异常下限。
如果分布直方图为单峰正偏形态，仍按下 述方法图解，因为确定均方差S时，只考虑未 受高含量矿化影响的样品，只对低含量部分进 行图解。
4、多重分形法
多重分形法将背景与矿化 异常的形成认为是两个相互独 立的过程，它们分别满足不同 的幂指数分别。目前利用分形 技术进行地球化学异常下限确 定的方法主要有（含量）周长 法、（含量）面积法、（含量） 距离法、（含量）频数法等， （含量）求和法，以（含量） 求和法进行讲解。
工作中一般处理的地球化学元素背景值均属于局部的背景值
背景的范围、尺度不同，异常的规模、性质也就不同。以地球化学省为 背景发育的成矿区带是区域地球化学异常，同时它又是圈定局部异常（矿产异 常）时的背景。背景与异常具有相对性。
怎么样圈定背景区、异常区。
关键是背景值及异常下限的确定。 背景值与异常界限的确定是地球化学调查中最基本的