地球化学异常下限确定方法

一、地球化学数据处理基础

数据处理的意义是获得较为准确的平均值（背景）和异常下限。

1、地球化学数据处理归根结底仍属于统计学的范畴，所以要求数据应是正态分布的，不是拿来数据就能应用的，特别是用公式计算时更要注意这一点。

正态（μ=0, δ=1)----（偏态）。

大数定理：又称大数法则、大数率。在一个随机事件中，随着试验次数的增加，事件发生的频率趋于一个稳定值；同时，在对物理量的测量实践中，测定值的算术平均也具有稳定性。

所以如果在计算时，数据中包含较多的野值时，实际获得的是一个不具稳定性的算术平均，它实际不能替代背景值。

2、异常是一个相对概念，有不同尺度上的要求，所以不要将其看作一个定值。在悉尼国际化探会议上（1976），对异常下限定义：异常下限是地球化学工作者根据某种分析测试结果对样品所取定的

一个数值，据此可以圈定能够识别出与矿化有关的异常。并对异常下限提出了一个笼统的定义：凡能够划分出异常和非异常数据的数值即为异常下限。

据此，异常下限不能简单的理解为背景上限。

二、异常下限确定方法

具体异常下限确定方法较多：地化剖面法、概率格纸法、直方图法、马氏距离法、单元素计算法、数据排序法、累积频率法……

下面逐一介绍：

1、地化剖面法：（可以不考虑野值）

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。

2、概率格纸法：（可以不考虑野值）

以含量和频率作图

15%--负异常

50%--背景值

85%--X+δ（高背景）

98%-- （X+2δ）异常下限

3、直方图法：（可以不考虑

野值）

能分解出后期叠加的

值就为异常下限

4、马氏距离法：（在计算时已考虑野值）

针对样本，实际为建

立在多元素正态分布基

础之上—多重样本的正

态分布，超出椭球体时—

异常样（如P3点）。

相似于因子得分的计算，最后为一个剔除异常样本时的计算值，实际计算出综合异常边界线。

当令m=1时，

上式化解为Xa=Xo±KS，这是我们较为熟悉的单元素（一维）计算异常下限常用公式。

该方法计算较为复杂：下面给出一个实例：

马氏距离（黑色虚线）圈定异常基本为两种以上元素异常的重合的部分。

上图中Hy-44与Hy-45综合异常中，由于As 元素相连，传统方法无法分割。用该方法可分解为两个异常，后来实际查证中也证明：左边Hy-44为Au 、Cu 、Co 的成矿，右边Hy-45为Au 、Cu 的成矿。

解决手工的随意性。

5、单元素计算法：（必须剔除野值）

Xa=Xo ±KS

（Xa —异常下限，Xo —背景值，K —取值系数，S —标准离差） 从标准正态累积频率密度函数公式： 推断出当K=1.65、2、3时，密度函数分别为95%，97.7%，99.8% 一般为计算方便，通常取K=2，这就是Xa=Xo ±2S 的来源。

dk

k

t t ⋅=⎰∞--2221λπϕ

通常应用时，用Xa=Xo±3S无限循环剔除，直到无剔除数据时，对于地球化学通常几百—上千的数据，基本保证数据为正态分布。则此时Xa=Xo+2S定为异常下限

为保证数据为正态分布，实际计算时先将数据转换为对数，此时由于数据离差变小，在剔除野值后，基本都能保证为正态分布。为进行下步计算处理有了理论保障。

6、数据排序法：（不考虑

野值）

比较简单、实用

所有数据从小到大，

按含量排序

做图（含量—纵坐标，1，2……n含量顺序序列

----横坐标）

异常有明显的一斜率

但数据太多时不适合

7、累积频率法：（不考虑野值，在使用时为网格化数

据）

目前较为普遍

元素含量高低分级，采用累频分级方式，分19

级，

分级频率：

0.5-1.2-2-3-4.5-8-15-25-40-60-75-85-92

-95.5-97-98-98.8-99.5-100（%）

异常85-90-95-100（%）和<15%

8、实际使用异常下限值的确定：

实际上各方法确定的异常下限都是可行的，关健是确定的这个值合不合理是值得商榷的。

在1：20万区域化探中，由于一般取水系沉积物，样品经过了充分的均一化，方差较小，数据基本为正态分布，剔除不了几个野值，此时计算下限与实际使用值变化不是很大（当然1：20万或1：25万由于区域较大，各分区中元素背景不一，异常下限是不同的，应该适当考虑分区，分别确定异常下限）。

1：5万相对样点较密，部分可能涉及矿区，数据变化较大，此时必须考虑剔除野值，保证数据为正态分布。

1：1万等数据以土壤或岩石原生晕为主，此时主要在矿区工作，数据高的达矿体边界品位，低得很低，在剔除野值，保证数据为正态分布后，剩余数据计算的异常下限明显偏低，有时导致2/3区域都为异常，如我曾经有个工作区，1：1万岩石测量，经计算Au异常下限为30PPb，最后使用值为80PPb。矿区化探异常下限的确定需根据实际情况。

实际上述只是给出了一个计算确定异常下限的方法，实际上上面计算的异常下限值在使用时只是一种参考，使用值是根据该计算值在地球化学图面上最终的确定的，确定依据：

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）

在异常下限确定后，后面的异常分带就简单多了，一般以异常下限有0、2、4倍划分为外、中、内带，它是推断是否矿致异常的基础，一般矿致异常都有明显分带，而地层引起的异常一般只出现高背景，也即无分带现象。

三、地球化学各参数意义

均值（原始数据直接计算）—平均含量大小

高差（原始数据直接计算）—相对平均值的离散程度（反映成矿的可能）

背景值（剔除所有野值后计算，一般此时为正态分布，符合概率统计概念）----真实背景大小

背景离差（剔除所有野值后计算）—计算异常下限需要

变异系数—离差/平均值，越大更易成矿，一般用大于1判别，如大于5肯定可成矿。

衬值—原数据/（背景值、异常下限、同类岩石…）--比较值

异常强度—最大值/异常下限

面金属量—平均值*面积，成矿规模大小

NAP值—衬值*面积，不同异常间相加或比较

外、中、内带—异常下限的2n(n=0、1、2或其它等)，平面分带性

相关系数—相关程度，用临界相关系数判别