西藏班戈地区化探数据的多重分形特征及其成矿意义

分形理论为精细研究地质体的复杂性结构提供了新的视角,已有研究表明元素含量在地球化学场中的分布具有分形或多重分形特征。应用元素"含量-面积"分形模型定量描述了西藏班戈地区8种微量元素的分形特征,其中W表现为低富集连续多重分形模式,其他7种元素表现为高浓集连续多重分形模式;应用"含量-面积"双对数分维数D值并结合地质背景分析认为区内Au、Sn两元素有一定的成矿潜力;与矽卡岩有关的Cu-Mo-Pb-Zn-Ag等多金属均有较好的成矿潜力,其中Cu元素的成矿潜力最大、Mo、Pb、Ag等元素成矿潜力较好、Zn元素成矿潜力相对较差;区内W元素的成矿潜力不大。     

青海阿尔茨托山地区地球化学（异常）场的多重分形研究

以研究区成矿地质背景为基础，将其划分为4个地球化学区，从多重分形理论出发，应用“元素含量—面积”模型方法，对各区主要成矿元素的地球化学(异常)场进行分析研究。结果表明，由于地质构造背景和化探元素富集的成因机理不同，各区元素地球化学(异常)场具有两种不同的多重分形特征模式：只有两个无标度区的简单多重分形模式和有两个以上无标度区的高丛集多重分形模式，具有相同成因的元素组合具有相似的多重分形特征。在此基础上．探讨了各区元素的成矿富集规律和空间分布特征，进而划分了地球化学背景和异常，经检验对比，证明了该方法的有效性和实用性。     

小兴安岭-张广才岭地区成矿金属元素分布特征及找矿靶区预测

为了揭示小兴安岭-张广才岭地区金属元素分布特征和突破找矿瓶颈,对区域成矿金属元素进行了聚类分析、因子分析和分形分析。结果表明,成矿元素组合为Pb-Zn-Mo-Ag-Au-Cd,可以作为找矿的指示元素,分形分析确定主成矿元素Pb-Zn-Mo-Ag的异常下限,基于Suffer和Mapgis软件建立元素异常分布图显示,异常区与已知大多数矿床套合,Pb、Zn、Ag异常高值带与其所在区域北西向次级断裂展布方向一致,与燕山早期花岗岩体也存在密切的关系。Au异常主要沿燕山晚期中酸性火山岩建造展布,这些元素异常高值带与地质体套合较好的区域均为成矿有利区。结合区域成矿规律共圈出找矿靶区4处。这一研究思路和方法为小兴安岭-张广才岭及其类似地区的找矿预测工作提供了科学依据。     

多重分形与地质统计学方法在粤北刘家山地区矿化指示中的应用

为了解地球化学元素在岩石等介质中的局部富集和贫化规律,采用多重分形和地质统计学方法来分析其空间自相关性及奇异性,多重分形方法通过多重分形模型来刻画,地质统计学方法通过变异函数来实现。应用这两种方法处理粤北刘家山地区1∶5万水系沉积物地球化学各元素数据表明,地球化学数据的局部奇异性在该区可反映铅锌铜矿化蚀变带等局部成矿有利部位。为进一步研究异常与奇异性区的关系采用分形滤波技术(S-A法)对该区成矿主元素Pb、Zn进行分析,发现由S-A法分解得到的异常区与奇异性区一致,并且得出由S-A法分解的异常具有局部奇异性的结论。研究区内具有明显奇异性的地区也即元素富集区域是铅锌矿异常区域,它们与铅锌矿成矿作用和已知矿床的赋存密切相关, 这也为该地区元素的成矿潜力评价提供了重要的线索。     

内蒙古白音郭勒地区地球化学异常提取方法对比研究

勘查地球化学的基础性问题是如何合理地提取地球化学异常下限,这是影响勘查地球化学在矿产勘查中效果的主要因素。利用SPSS软件,通过含量对数频率直方图,结合偏度、峰度检验法检验元素的含量分布型式,发现研究区的Cu、Ag、Pb、Zn元素不服从正态或对数正态分布,而呈现多峰态、高丛集的多重分形特征。采用传统的统计学方法、85%累计频率法、含量-总量多重分形法提取相关元素地球化学异常,并进行对比研究。研究结果表明,基于元素空间分布及含量分布规律的含量-总量多重分形方法,有效克服了传统方法的局限,比较客观地反映研究区的地球化学异常信息,是研究地球化学异常比较合理的方法。     

内蒙古新达来草原覆盖区钼铜多金属成矿预测

内蒙古新达来草原覆盖区位于西伯利亚板块东南大陆边缘晚古生代陆缘增生带,属古亚洲成矿域的二连—东乌旗铜钼铁晚古生代—中生代成矿带的一部分,找矿潜力巨大。该区被牧草和第四系大面积覆盖,基岩出露较差,找矿工作相对滞后。通过研究该地区区域成矿地质背景和典型矿床地质特征,分析控矿因素与找矿标志,构建综合信息预测模型,提取地质、地球化学、地球物理、遥感等找矿信息,借助GIS技术进行覆盖层“揭盖”和对找矿信息进行提取,以GeoDAS 矿产预测软件为平台,运用多重分形滤波技术区分复杂背景与异常,提取矿化弱异常,应用模糊证据权法进行信息综合集成,形成预测后验概率图,圈定找矿远景区并进行验证,探索内蒙古草原覆盖区内生金属矿床勘查与预测评价新途径。     

基于GIS的层次分析法在沽源地区铀成矿预测中的应用

在分析了沽源地区铀矿床成矿地质特征的基础上,总结了区域铀矿找矿标志,提取了各类找矿信息,利用GIS的空间分析功能分别提取了地层、构造、潜火山岩、热液蚀变、化探异常、航磁异常、航放异常等14个有利分析因子,建立了层次分析模型,并根据该区成矿概率的分布进行了成矿远景区的预测,圈定Ⅰ级远景区2个、Ⅱ级远景区7个、Ⅲ级远景区5个,为在沽源地区开展进一步铀矿找矿奠定了基础。     

云南北衙地区成矿地球化学特征及找矿方向

利用北衙整装勘查区1∶20万水系沉积物地球化学数据,综合分析了地层、岩浆岩、典型矿床主要成矿元素Ag、Au、Cu、Pb、Zn的富集规律,对元素分布特征、综合异常特征、相关性及异常元素组合特征进行初步研究,确定了找矿有利指标组合;通过对比北衙金矿区典型矿床成矿地质、地球化学特征,结合地层、岩浆岩等找矿标志预测北衙地区的找矿远景区。结果表明:综合区域上的地层、构造、岩浆岩和区域矿产等资料,对成矿元素异常组合进行地球化学分区是可行的,能有效反映致矿异常,突出矿化信息;根据区域单元素Au、Ag、Pb、Zn、Cu地球化学特征以及组合元素异常特征结合成矿地质背景,指出了炭窑金矿、铅锌矿找矿靶区;马鞍山北部金矿找矿靶区,为北衙整装勘查区外围找矿提供了指导作用。     

多重分形与地球化学元素的分布规律

为进一步探讨用分形与多重分形的方法研究地球化学场中元素的分布规律的重要意义，运用Q-Q图和直方图探讨了元素的空间分布规律，随后运用多重分形矩方法研究了安徽省长江以南以北各约22000km^2和18100km^2区域内5489个和4524个水系沉积物样品中14种元素的分形分布规律。结果表明，金属地球化学场元素在空间上的分布并不是简单的正态或对数正态分布，而四连续多重分形分布，其α-f(α)曲线上凸且连续，拥有主要大型矿床的安徽江南地区α-f(α)曲线的开口明显大于成矿相对较弱的安徽江北地区。元素的多重分形谱函数的形态特征对区域成矿潜力研究将具有一定的指示意义。     

滇东地区深层次Pt-Cu-Au矿化异常定量提取与评价

滇东地区是我国Cu-Au-PGE重要的成矿远景区.采用因子分析、地质统计学和多重分形S-A滤波等方法对滇东地区复杂地质背景下的不同层次的Pt-Cu-Au矿化异常进行定量提取与评价.结果表明: (1) 因子分析结果揭示滇东地区存在3种元素组合①Cu-Pd-Co-Pt-V-Cr-Ni、②Sb-As-U-Mo、③Pb-Ag-Zn-W-Sn-As-Au, 它们分别代表了位于扬子地块的二叠纪峨嵋山玄武岩、位于华南褶皱系含碳质的沉积建造和以有色金属矿化为代表的热液矿化元素组合特征; (2) 变差函数分析表明Pt、Cu、Au含量在NE向(9°~18.6°) 上变化最连续, 元素含量变化的最大变程范围约95km; 泛克里格法揭示了Pt、Cu、Au含量在区域上变化具有明显的裂控-岩控特征; (3) 多重分形滤波法则细致地刻画了滇东地区与矿化有关的局部异常特征, 有效地提取了Pt、Cu、Au隐蔽矿化异常信息, 其结果可作为圈定Pt-Cu-Au找矿靶区的重要依据; (4) 不同的数学方法可用以解决不同层次的地质成矿问题, 因子分析和地质统计学等线性方法可研究区域成矿地质背景、揭示成矿元素及其元素组合在区域上的空间变化特征, 而S-A滤波等非线性方法能够有效提取深层次局部矿化异常信息.      

多维分形理论和地球化学元素分布规律

多维分形模型不仅采用常规的低阶矩统计, 而且采用高阶矩统计对多维分形分布进行度量, 从而能较细致地刻划正常值以及异常值.地球化学元素的正常值往往服从统计学中的大数定量, 即满足正态分布或对数正态分布, 然而异常值会服从分形分布(Preato).介绍了多维分形领域中的最新发展以及在地球化学研究中特别是研究超常元素空间分布和富集规律中的应用.结果表明, 通常的统计方法只对应于多维分形围绕均值周围的局部特征.为了有效地研究异常值的分布和富集规律, 建议采用高阶矩统计方法和多维分形方法, 并给出了两种分析地球化学元素, 并突出异常值贡献的方法.这些方法不仅可应用于研究微量元素的空间分布和富集规律, 而且可以区分地球化学背景与矿化有关的异常值.还介绍了该方法在对加拿大B.C.省西北部Mitchell-Sulphurets地区金铜矿化蚀变带研究中的应用.      

Geochemical background and baseline values of toxic elements in stream sediments of Campania region (Italy)

In this paper are discussed the baseline geochemical maps of elements harmful to human health, using concentration values of 2389 stream sediment samples collected over the Campania region (Southern Italy). Each sample was digested in aqua regia and analysed by ICP-MS. For compilation of baseline geochemical maps, a recently developed multifractal inverse distance weighted (lDW) interpolation method and spectral analysis (S-A) was applied, using a new geochemistry dedicated GIS software (GeoDAS). The aim of this study is to discriminate between the geogenic natural content (background) and the anthropogenic contribution in the collected sediments. The definition of background values, in contrast to baseline values, is very important in determining the extent of polluted areas in countries like Italy, where environmental legislation has not yet established intervention limits for stream sediments.     

Multifractal Analysis of Element Distribution in Skarn-type Deposits in the Shizishan Orefield, Tongling Area, Anhui Province, China

A series of element concentrations sampled from four drill cores with a length about 1000 m into different skarn-type deposits were selected from the Shizishan orefield, central Tongling, southeastern part of Anhui Province. Using the multifractal method, the distribution and migration characteristics of the major and trace elements are analyzed. The multifractal spectrum of the major elements is left-skewed, whereas the spectrum of the trace elements is right-skewed, which shows that in the process of skarn formation, the trace elements were enriched only locally, and major elements transported within a much larger range. The correlation coefficients of the multifractal parameters Aa （width of the multifractal spectrum） of the four drill cores are relatively low, but the correlation coefficients of the multifractal parameters R （spectrum symmetry parameter） and Af are relatively higher, indicating that although the non-homogeneous intensity of the distribution of elements is inconsistent, their spatial accumulation patterns are almost the same during the ore-forming process. The statistics of the mnltifractal parameters of various elements in the different locations show that the ore-forming processes and element migration pattern in the Shizishan orefield are consistent, and that the migrations of trace elements and major elements exhibit some differences.     

Multifractal IDW interpolation and fractal filtering method in environmental studies: an application on regional stream sediments of (Italy), Campania region

In recent years environmental geochemical mapping has assumed an increasing relevance and separation of background values to evaluate pollution is, probably, even more critical than the separation between background and anomalies in mineral prospecting studies. The recognition of background values assumes particular relevance as a function of national environmental legislation, which fixes intervention limits for some elements, such as the harmful ones (e.g. As, Cd, Hg, Pb). In this paper a recently developed multifractal IDW interpolation method and a fractal filtering technique are applied to separate natural background and anthropogenic values for the compilation of environmental geochemical mapping from stream sediment samples of Campania region (Italy), where no mineralization occurs. To discuss the application of these recently developed techniques the elements Pb and U were selected because they show two completely different situations, the high Pb values being mostly of anthropogenic origin and high U values being mostly of geogenic origin. The new fractal filtering method works well in both extreme situations.     

S-A多重分形法在地球化学异常 圈定中的对比应用—以甘肃文康地区为例

通过对甘肃省陇南文康地区的地质背景分析,采用区域1:5万水系沉积物测量的17种常量元素含量数据,分别运用传统统计学方法、S-A（能谱密度-累计面积）多重分形滤波法,确定成矿元素（以Au为例）异常下限值,圈定化探异常。结果表明,与传统方法相比,S-A多重分形法所圈定的异常面积小、数量多,传统统计法圈定的面积较大;两种方法圈定的异常展布方向基本一致,与研究区内已知的矿点吻合度高。本次研究认为S-A多重分形法所圈定的异常基本位于传统方法所圈定异常的内带之中,重点突出,与矿床空间位置对应关系较好,便于野外开展工作。同时在传统异常周边提取了部分低背景区的弱异常,这些弱异常可作为下一步找矿工作的新靶区。     

个旧锡多金属矿集区高松矿田矿化元素局部富集的奇异性特征

多重分形理论能够有效地分析地球化元素局部富集和贫化规律。对取自个旧高松矿田的1 783件断裂构造地球化学样品的13种元素进行了多重分形统计以及局部奇异性方法分析。结果表明:多重分形维谱函数α-f(α)曲线呈连续上凸的特征,曲线的不对称反映了元素局部富集程度差异,并据此将13种元素划分为包含Sn、Cu、Pb、Ag、As、Mn在内的主要成矿元素组合以及包含Zn、Sb、Cd、W、Mo、Bi、Hg的次要成矿元素或伴生元素组合。多重分形的特征值τ″(1)以及Dq的变化规律表明:在主要成矿元素中,Sn在断裂空间上局部富集程度最高,其次为Ag,而Cu相对最低,各元素的τ″(1)值与对应的变异系数的大小具有较为显著的相关性;各元素在空间上的奇异性指数α增强了地球化学富集地段的指示信息,可以作为判别局部富集的重要参数。运用多重分形方法可揭示矿化元素局部富集的奇异性特征以及空间局部富集规律。     

多龙矿集区控矿构造信息提取、识别与融合

西藏多龙矿集区近年来发现了大量的铜、金矿床,具有可观的资源潜力而倍受关注。通过对区内地质调查及矿产勘查数据的系统梳理与二次开发,利用基于分形理论的空间分析方法对该区成矿背景、构造格架等方面进行了深入细致的研究与探索。通过主成分分析方法,将水系沉积物地球化学数据中与斑岩铜金成矿相关元素和构造活动指示元素进行融合,并利用S-A(能谱-面积)模型对元素组合异常进行信息挖掘工作。结果表明,与区内构造格架相关的地球化学异常空间分布模式在指示矿化的同时,还对其与区域断裂构造之间的成生关系具有相当程度的指示意义。此外,区内开展的空间定量研究同时表明,S-A(能谱-面积)模型对描述由特定地质作用所造成的异常空间分布模式的自相似性有效,特别是针对地球化学背景模式的空间定量化描述,能更加深刻地刻画区内的构造格架并反映成矿背景。其结果推断了控制区内斑岩成矿系统的网格状断裂体系。此外,数据分析建模过程为在该区开展进一步的多元信息提取与融合提供了思路和借鉴经验,有利于找矿新靶区的发现与圈定。