次生晕数据的对数正态泛克立格法研究及异常评价

首先介绍了对数正态泛克立格法的基本理论和方法,包括对数正态分布,三参数对数正态分布,求解估值(Z_v)~*所需的权系数λ_α.及求解漂移值(m_v)~*所需的权系数ρ_α的对数正态泛克立格方程组.其次,笔者应用对数正态泛克立格法探讨了华北某测区的次生晕数据、元素统计分布特征以及变异函数及结构分析.最后,给出测区估计结果,元素综合异常图,划分出5个异常区,并结合地质条件对异常进行了综合评价.     

区域地球化学调查样品分析质量控制方法探讨

分析了区域地球化学调查样品分析中原有的质量控制方法的不足，提出了采用实验室内部自我质量控制和实验室外部质量控制相结合的方法。对实验室外部质量控制方法进行了试验，并将测试数据绘制的元素虚拟地球化学图进行相似性比较，以求改进和完善区域地球化学调查样品分析质量控制方法，促进分析测试质量进一步提高。     

西藏地球化学填图及其意义

本文介绍谢学锦先生快速进行区域地球化学填图的计划在西藏取得的成果。区域水化学填图可分析66个指标,效率高,成本低,见效快;同时水化学填图的空间定位和分辨率比采集土壤样品的填图会差一些。西藏地球化学填图成果呈现了一定的规律性,例如西藏66种元素的地球化学图中,有三分之二沿雅鲁藏布江缝合带出现异常带。西藏许多元素的分布受雅鲁藏布江缝合带影响,是因为特提斯洋原有的一些元素残留在雅鲁藏布江缝合带两侧。氧化钾、氧化钠沿雅鲁藏布江缝合地带出现含量高的异常带,可见特提斯洋中丰富的钾、钠成分残留在代表大洋封闭的雅鲁藏布江缝合带两侧。沿雅鲁藏布江缝合地带氧化钙出现含量低的异常带,可用特提斯洋中的碳汇作用来解释,即特提斯洋中的钙由于碳汇作用变成碳酸盐岩石,氧化钙出现含量低的异常。西藏的地球化学图对矿产勘查和生态环境研究也具有一定意义。     

多仪器协同-X射线荧光光谱法在区域地球化学调查分析中的应用评价

在区域地球化学调查样品多元素分析测试中,通常将XRF、ICP-OES、ICP-MS、AFS等仪器相互配套使用,但由于XRF测定20多个元素,与其他仪器测定速度并不同步,影响了项目的整体进度。本方法对配套方案进行了优化,调整了XRF部分测量元素的分析方法,即将基体校正和谱线重叠校正涉及Na_2O、MgO、V的数据由ICP-OES法测量;Cu、Pb、Zn、Mn、Th的数据由ICP-MS法测量;As、Bi的数据由AFS法测量。优化后的XRF方法测量元素减少为16个:SiO_2、Al_2O_3、Ca O、TFe_2O_3、K_2O、Ti、P、Sr、Ba、Zr、Nb、Y、Rb、Br、Ga、Cl。通过设计的XRF数据处理程序,实现了这些不同方法的测量数据共享,利用ICP-OES、ICP-MS、AFS等测量数据对XRF数据进行基体效应和谱线重叠干扰校正。本方法精密度(RSD,n=12)为0.55%~8.22%,准确度(ΔlogC)为0.000~0.031,用国家标准物质及实际样品验证的结果满足区域地球化学调查样品分析测试质量规范要求。本方案减少了XRF直接测量元素的数量,提高了多种仪器协同的分析效率。     

分形方法在海南屯昌地区地球化学找矿中的应用

化探异常下限的确定是勘查地球化学有效地应用于矿产勘查的一个关键性环节。传统的异常下限计算方法是以地球化学元素含量数据服从正态或对数正态分布为前提,而本文采用的元素含量-总量多重分形计算异常下限的方法,则基于地球化学变量服从分形与多重分形分布的理论与方法。作者以海南屯昌某测区化探数据为例,运用传统元素含量对数正态分布和元素含量-总量多重分形两种计算模型确定了测区主要指示元素的异常下限并圈定、对比了其化探异常图。本区槽井探对化探异常的揭露表明,采用元素含量-总量的分形方法确定化探异常下限的尝试是成功而有效的。     

2004年区域地球化学样品测试质量排序通报

依据中国地质调查局关于区域地球化学样品质量检查要求，区域地球化学样品质量检查组对2004年度承担区域化探与多目标区域地球化学调查样品分析的省、区及有关研究所实验室质量进行了检查和验收。其中承担区域化探样品分析实验室6个，共完成分析项目7个(13个图幅)。承担多目标区域地球化学调查样品分析实验室14个，承担分析项目17个，已完成分析项目3个。     

利用对数正态分布图解析徐州城市土壤中重金属元素来源和确定地球化学背景值

城市土壤指示了城市环境中重金属污染的状况.为了更好地评价人为因素对城市土壤的影响强度,确定城市土壤重金属元素的地球化学背景值是十分必要的.以徐州城市表层土壤中Pb、Cu、Zn、V、Se和Ti等重金属为例,利用对数正态分布图区分了不同元素的来源,其中Ti和V主要来自土壤母质的分化,而Pb、Cu、Zn和Se等的来源则比较复杂,表现为受人为因素作用强烈.这些结果与利用多元统计方法(如聚类分析和主成分分析)获得的结果一致.利用对数正态分布图获得了Pb、Cu、Zn、V、Se和Ti等元素的地球化学背景值.     

关于区域地球化学调查样品分析质量实行外部质量控制的讨论

讨论了以往区域地球化学调查样品分析质量控制方法的优缺点和新的分析质量控制方法,认为区域地球化学调查样品分析质量控制,除进行实验室内部质量控制外,进行实验室外部质量控制是一种行之有效的方法。     

正态分布和对数变换在化探数据处理中存在问题的讨论

长期以来,常量元素大多服从正态分布、微量元素大多服从对数正态分布的观点,被广大的化探工作者所认同,利用对数变换进行异常下限的分析和利用对数0.1间隔进行地球化学图色阶值的设定也是基于这一理论基础。但是在实际的应用中发现,化探数据中的元素概率分布特征并非如此,利用对数进行异常下限的确定和色阶的设定会出现异常下限过高和色阶分布不均匀的问题。利用计算机技术和可视化技术,利用大量的实测数据,对元素的统计分布特征和利用对数确定异常下限的过程进行了详细地探讨和分析,认为化探数据由于具有鲜明的空间性,所以并不一定具有正态分布的固有属性,同时确认,利用对数变换获得的异常下限过高是因为对标准离差的误用引起的。     

区域生态地球化学评价核心与对策

生态地球化学是地学与土壤学、农业、环境学和生态学等多学科交叉融合产生的新学科,是地球化学领域新的发展方向。区域生态地球化学评价是在区域地球化学调查基础上,针对影响流域/区带生态系统安全性的元素异常而开展的一项评价和研究工作。多目标区域地球化学调查获得的海量高精度地球化学数据,可为环境质量评价提供背景值、为土地的质量和生态管护提供地球化学依据;调查还发现了一系列影响流域生态安全性的元素异常,针对异常元素分布特征,区域生态地球化学评价将开展异常元素追踪和成因甄别、生态效应评价和生态系统安全性的预警预测等项评价和研究工作。文章论述了区域地球化学调查成果,介绍了区域地球化学评价的思路,阐述了区域生态地球化学评价的主要问题与对策。     

基于GEOROC大数据分析地壳厚度地球化学指标

前人研究认为,火山岩中部分地球化学指标与岩浆弧地壳厚度之间存在一定的相关性,并通过统计主量元素K2O、Ca O和Na2O指标及微量元素Ce/Y、Sm/Yb、Dy/Yb、Sr/Y、La/Yb指标与地壳厚度之间关系,约束地质史上某些区域的地壳厚度发展和变化。本文基于GEOROC数据库,以Si O2含量57%和火山岩年龄23Ma为界,将全球火山岩数据分成年轻-壳源( 57%,23Ma)、年轻-幔源(57%,23Ma)、古老-壳源( 57%, 23Ma)和古老-幔源(57%, 23Ma)四个数据集,并通过核函数估计方法获得了各个地球化学指标与地壳厚度的归一化联合概率密度分布图。本文统计结果表明,年轻-幔源火山岩中的K2O含量分布与壳源火山岩呈现指数正相关关系、Ca O含量分布于地壳厚度呈现线性负相关关系,年轻-壳源火山岩中Ce/Y、La/Yb和Sm/Yb与现今地壳厚度有指数正相关关系。由以上5种地化指标建立的回归方程确定系数R2均大于0. 7,可以认为相关关系显著。本文认为幔源岩浆在穿透地壳到达地表过程中,地壳厚度控制了富K壳源物质进入地幔熔体和富Ca矿物结晶分异过程,导致了火山岩中K2O和Ca O含量的相关变化;而下地壳部分熔融形成的壳源岩浆,不同深度压力控制了残留相矿物比例,导致Ce/Y、La/Yb和Sm/Yb体现出与地壳厚度的相关性。本文建立的回归函数是基于大量数据概率密度分布的统计分析得出的,由于离群数据普遍存在,回溯历史地壳厚度变化需要大量数据统计支撑,否则难以获得可靠的结果。     

Geochemical records of the sediments and their significance in Dongping Lake Area,the lower reach of Yellow River,North China

Dongping Lake area, located in the lower reaches of Yellow River, is an ideal place to study the changes of modern river and lake sedimentary environment. The sediment samples of Dawen River, Yellow River, and Dongping Lake were collected, and the major elements, trace elements and organic matter geochemical composition of the samples were analyzed. Cluster analysis, characteristic element ratio method and graphic method were used to explore the geochemical characteristics of sediments and their environmental implication. The results show that the contents of SiO_2, Na_2O, TiO_2 and Zr in sediments of Dawen River and Yellow River are relatively high, and the contents of iron and manganese oxides, organic matter, CaO, P_2O_5 and Sr in lake sediments are relatively high. That reveals the differences of sedimentary environments between the rivers and the lake. The contents of Sr and Zr in Dawen River are affected by the rapid migration of clastic materials in the upstream carbonate source area during the flood season; the δCe,ΣREE and REE's ratios in the sediments of the Yellow River reflect the influence of the Loess source; and the distribution of elements changes along the flow direction during the flood season. The characteristics of p H, element composition and LREE HREE fractionation of the lake sediments indicate that the sediment source is complex, and the lake environment is affected by the flood season. The study shows that the geochemical content and its variation characteristics of sediments effectively reveal the sedimentary environment, material composition and characteristics of flood season of rivers and the lake in the study area.     

重要生态功能区土壤化学元素的空间分布模式——以大兴安岭松岭区为例

大兴安岭森林带是我国“两屏三带”生态安全战略格局中的重要一环,其北段松岭区目前是生态地质调查的空白区,查明区内土壤中的元素含量以及空间分布模式,可以为该区生态保护与修复提供基础支撑。以松岭区表层土壤和深层土壤为研究对象,利用多目标区域地球化学采样及分析方法,探讨了各元素指标的地球化学特征及分布模式。研究区土壤的元素分布模式有以下特征: 全C、N、P、S在表层土壤中显著富集; K₂O、CaO、Na₂O、SiO₂在表层土壤中明显贫化; F、Cl、Br、I在表层土壤中高值区的分布受深层土壤影响,同时Br和I在表层土壤中的富集与有机质关系密切; 内梅罗综合指数显示As、Cd、Hg、Ni、Pb、Zn等重金属元素在土壤中轻微超标。     

Normal and lognormal data distribution in geochemistry: death of a myth. Consequences for the statistical treatment of geochemical and environmental data

All variables of several large data sets from regional geochemical and environmental surveys were tested for a normal or lognormal data distribution. As a general rule, almost all variables (up to more than 50 analysed chemical elements per data set) show neither a normal or a lognormal data distribution. Even when different transformation methods are used more than 70 % of all variables in every single data set do not approach a normal distribution. Distributions are usually skewed, have outliers and originate from more than one process. When dealing with regional geochemical or environmental data normal and/or lognormal distributions are an exception and not the rule. This observation has serious consequences for the further statistical treatment of geochemical and environmental data. The most widely used statistical methods are all based on the assumption that the studied data show a normal or lognormal distribution. Neglecting that geochemcial and environmental data show neither a normal or lognormal distribution will lead to biased or faulty results when such techniques are used. Received: 21 June 1999 · Accepted: 14 August 1999     

珠江三角洲经济区农业地质与生态地球化学调查成果综述

2005年中国地质调查局与广东省人民政府联合开展珠江三角洲经济区农业地质与生态地球化学调查项目。通过开展多目标区域地球化学调查、区域生态地球化学评价、局部生态地球化学评价和总体综合评价,系统完成了珠江三角洲经济区47 954 km²(包括10 m水深以浅的近岸海域)的生态地球化学调查与评价。按照双层网格化方法系统采集了陆域土壤、近岸海域和珠江水系主要河流沉积物表层和深层样品,测试了71项元素和指标,建立了珠江三角洲经济区土壤、沉积物地球化学背景值和基准值,全面查明了珠江三角洲经济区土壤环境质量状况。定量计算了镉、铅、汞等主要异常元素经河流、成土过程等自然来源和大气干湿沉降、施肥、灌溉、使用农药等人为来源贡献量,阐明了其迁移转化途径及生态安全性。项目紧密结合本地区特点,在国内首次开展了三角洲形成演化过程地球化学研究、区域辐射环境质量评价、酸雨对土壤质量影响的模拟实验、土壤环境质量地方标准研究与制订等工作。     

Geochemical assessment of a siliceous limestone sample for cement making

A low grade siliceous limestone sample from the Jayantipuram mine of Andhra Pradesh, India, has been investigated for its suitability for cement making. Petrological as well as X-ray diffraction pattern studies indicated that the limestone sample was crystalline and dominantly composed of calcite and quartz. They are simple in mineralogy, and yet they have variable silica and lime contents. Geochemical analysis results of twenty five hand picked samples indicated that the limestone from the Jayantipuram mine shows a wide range of variations in LOI (29.94% to 40.64%), SiO2 (6.14% to 27.18%), CaO (37.93% to 50.78%), Al2O3 (0.49% to 2.27%) and Fe2O3 (0.28% to 2.4%). MgO, K2O, Na2O, TiO2 and MnO2 are present in traces. CaO with LOI shows a strong positive correlation where as CaO with SiO2 shows a strong negative correlation because of mineralogical factors. The chemical composition of the limestone reflects its mineralogical composition. The distribution of various elements in the acid-soluble fraction has been studied by the factor analysis method in order to interpret in terms of their mineralogy, sedimentary environment and diagenesis. Mineralogy, recrystallization and other diagenetic changes are the main factors affecting the distribution of the elements and their mutual relationships in the limestone. The aim of this paper is also to analyze how significantly the two parameters, silica modulus and lime saturation factor, influence this low grade siliceous limestone sample from the Jayantipuram mine of Andhra Pradesh, India, for the cement making process from the geochemical data.     

长江三角洲地区土壤地球化学基准值及其应用探讨

通过对基准值、背景值概念的进一步分析,确定了以沉积环境作为土壤地球化学基准值求取的基本单元,以各基本单元的面积加权法求取区域土壤地球化学基准值的方法。利用长江三角洲地区完成的多目标区域地球化学调查数据,求取了该区的土壤地球化学基准值,并对基准值特征进行了分析和应用探讨。结果表明:各沉积环境有其特征的指示元素或组合,F、Cl、Br、I、Ca和Mg元素组合可反映海相沉积物的新老和比例;N、S、OrgC组合,I、Hg组合和Y、Ce、La等稀土和稀有元素组合分别指示湖相、泻湖相和陆相沉积环境。Hg、Cd等为全区富集的污染元素;土壤中亲石元素、稀有和稀土元素稳定;I和CaO易流失。部分元素的土壤清洁级界限值采用X0+2S0能较好地反映土壤污染的分布。研究区土壤中养分Co、Na2O几乎全部为适宜区,K、N、Fe、B、Cu、Cl、Mg、S含量丰富,Zn、Mn和P、Mo、Si相对缺乏。     

Major element geochemical variations in a Miocene-Pliocene Siwalik paleosol sequence: Implications to soil forming processes in the Himalayan foreland basin

Elemental mobility based on major element geochemistry from 58 horizons related to six paleosols profiles in a typical Miocene — Pliocene Siwalik fluvial sequence in the NW Himalaya has been reported here. The paleosols developed over felsic parent material of fine to medium grained sandstone indicate notable enrichment of sesquioxides (Al₂O₃ = 29 % and Fe₂O₃ = 54 %) depicting significant leaching and dissolution. The depletion of base cations (mean wt% of Na₂O = 0.24; CaO = 0.51) and SiO₂ (mean wt% = 63.6) in the pedogenic layers and its enrichment in the parental material (mean wt% of Na₂O = 0.44; CaO = 1.3; SiO₂ = 70.1) shows a good gradient of elemental mobility due to pedogenesis. Bivariate plots of the base ratios (Na₂O/K₂O, CaO/K₂O, and MgO/K₂O) vs. Al₂O₃ reveal independent distribution for parent material, pedogenic horizons and the incipient zone indicating the gradual addition/removal of immobile/mobile elements with varying pedogenesis. Discontinuous and segmented pattern of the geochemical parameters enables discrimination of multiple pedogenic episodes and recognition of soil welding processes in the multistorey composite paleosols. We also test the applicability of the geochemical climofunctions: the Mean Annual Precipitation (MAP) and Mean Annual Temperature (MAT); that demands more data for calibration in the Siwalik paleosols.     

珠江三角洲经济区生态地球化学评价

土壤重金属污染是珠江三角洲地区主要的生态环境问题之一,直接影响到区域生态系统的稳定和食品安全。通过开展多目标区域地球化学调查、区域生态地球化学评价、局部生态地球化学评价和总体综合评价,系统完成了珠江三角洲经济区47954 km²(包括10 m水深以浅的近岸海域)的生态地球化学调查与评价。按照双层网格化方法系统采集了陆域土壤、近岸海域和珠江水系的主要河流沉积物表层和深层样品,测试了71项元素和指标,建立了珠江三角洲经济区土壤、沉积物地球化学背景值和基准值,首次对珠江三角洲地区区域地球化学特征进行了系统全面的调查,全面查明了珠江三角洲经济区土壤环境质量状况,区内一级和二级土壤分别占总面积的19.9%和57.3%,三级和三级以上土壤占22.8%。定量计算了镉、铅、汞等主要异常元素经河流、成土过程等自然来源和大气干湿沉降、施肥、灌溉、使用农药等人为来源贡献量,阐明了其迁移转化途径及生态安全性。结合研究区特点,系统开展了三角洲形成演化过程的地球化学研究,并在国内首次制定了符合地区特点的珠江三角洲经济区土壤环境质量地方标准。