Identification of Geochemical Anomaly by Multifractal Analysis

The separation of anomalies from geochemical background is an important part of data analysis because lack of such identifications might have profound influence on or even distort the final analysis results. In this article, 1 672 geochemical analytical data of 11 elements, including Cu, Mo, Ag, Sn, and others, from a region within Tibet, South China, are used as one example. Together with the traditional anomaly recognition method of using the iterative mean ±2σ, local multifractality theory has been utilized to delineate the ranges of geochemical anomalies of the elements. To different degrees, on the basis of original data mapping, C-A fractal analysis and singularity exponents, Sn differs from the other 10 elements. Moreover, geochemical mapping results based on values of the multifractal asymmetry index for all elements delineate the highly anomalous area. Similar to other 10 elements, the anomalous areas of Sn delineated by the asymmetry index distribute along the main structure orientations. According to the asymmetry indexes, the 11 elements could be classified into 3 groups: (1) Ag and Au, (2) As-Sb-Cu-Pb-Zn-Mo, and (3) Sn-Bi-W.This paragenetic association of elements can be used to interpret possible origins of mineralization, which is in agreement with petrological analysis and field survey results.     

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。     

表生地球化学异常形成机理及异常解释

目前对异常的解释和评价处于以元素浓度论异常,以异常强度定靶区的简单化过程中。本文试图拓宽异常解释思路,将次生异常的形成机理、地球化学环境、异常特征及地质背景一并考虑,通过综合分析,充实异常解释依据,建立地球化学标志,增强找矿信息。     

基于盲源分离理论的地球化学矿致异常识别研究

尝试将盲源分离技术用于地球化学领域中,应用盲源分离理论中的FastICA算法对西藏洞嘎普铜矿勘查区1∶10 000土壤地球化学测量数据进行了矿致异常识别研究。首先根据盲源分离算法建立反演化探数据元素组合模型,以此确定地球化学成矿元素组合;然后,利用分形方法确定地球化学单元素及元素组合的异常下限,圈定异常浓集中心,进而确定异常分带性;最后,将元素分带特性研究与研究区地质特征相结合,对比单元素异常图及组合异常图,对研究区的地球化学元素作出异常分类和异常评价解释,划分的4个异常区域在后期的工程验证中取得了很好的效果。     

A New Model for Quantifying Anisotropic Scale Invariance and for Decomposition of Mixing Patterns

A new power–law function has been derived to represent the relationship between area of the set consisting of wave numbers with spectral energy density above S (A(>S)) on the two-dimensional frequency plane and S. The power–law relation holds if the field concerned possessing isotropic scale invariance or generalized scaling invariance involves rotational and ratio-scale changing transforms. The equation is valid for dealing with common exploration geophysical and geochemical fields encountered in mineral exploration and environmental assessment. This power–law function not only provides a new model for characterizing anisotropic scaling invariance for generalized scaling field, for example, estimating the power exponent of power spectrum of generalized scale invariance measure in frequency domain, but also forms a theoretical base for the S–A filtering technique developed for decomposing a mixing field into components on the basis of distinct scaling properties in the frequency domain. It is demonstrated that the method has potential to become a general technique for image processing and pattern recognition.     

福建顺昌山后铅锌矿区物化探异常特征

顺昌县山后铅锌矿区在地质普查阶段投入了物化探工作,发现了物化探异常,结合矿区成矿地质条件,推断异常由隐伏含磁黄铁矿的铅锌矿(化)体引起,经工程验证得以证实,认为该区物化探异常是深部找矿的有效标志.     

油气化探异常的稳定性及油气地质意义

油气化探利用地球化学方法寻找油气,具有直接、快速、有效、成本低的特点,已在油气勘探实践中取得了较好的效果,并在一定时期得到了较为广泛的应用。但油气化探作为一门新兴学科,在许多方面仍存在不足,其中异常的稳定性与重现性是制约油气化探推广应用的认识障碍。以河南泌阳洼陷（井楼-古城油田）和山东临邑洼陷南斜坡（临南油田）的实际地球化学测量资料为基础,通过已知油气藏上方不同期次（同年）、不同时期的油气化探异常特征的对比,从油气化探指标组合关系、结构特征、剖面显示、油气异常的平面分布等方面证实油气化探异常存在较好的稳定性,表明利用油气化探技术方法寻找油气是可行的,并进一步证实了油气化探在油气勘探中的应用前景。     

分形奇异(特征)值分解方法与地球物理和地球化学异常重建

地球物理和地球化学异常是找矿的重要依据.地球物理和地球化学异常取决于地层、构造在成矿时间上的多样性与空间上排列、叠置的复杂性.地层、构造因素是构造、岩浆、沉积与成矿地球化学等多种动力学过程的综合反映.这些岩石和构造的因素以及动力过程相互渗透和影响决定了最终地质、地球物理与地球化学场.本文提出的在GIS环境下实现的分形奇异值分解(MSVD) 异常重建方法, 不仅可以提取地球物理和地球化学等异常, 而且能够进一步刻画其中的线性和环状构造、细微的局部纹理结构特征.该方法首先对地球物理和地球化学等网格数据进行二维矩阵的奇异值分解, 之后用左特征向量矩阵与右特征向量矩阵的直积构造一个正交完备基.地球物理和地球化学二维数据可以投影到该正交基上, 其投影系数是矩阵的奇异值.在该正交完备空间的某些子空间上对地球物理和地球化学等数据进行滤波.为了选择子空间, 本文定义了上述正交完备基中的能谱密度、能谱半径(或尺度) 与能量测度.在此基础上与空间域及频率域类比, 探讨了能量测度与能谱密度呈现分形(fractal和bifractal) 规律.利用分形关系的间断点, 设计分形奇异值重建算子, 实现对地球物理和地球化学异常的分解.以加拿大NovaScotia南部布格重力异常与As地球化学异常为例, 采用MSVD方法分解Au、Wu -Sn -U等已知矿有关的地球化学异常.发现重建异常能很好地用于解释已知矿点的分布规律.重建的地球化学异常显现了地球化学中的线状和环状异常; 重建的布格重力异常有效勾勒出原图中不易发现的纹理结构, 这些纹理结构可以合理地解释已知矿点在侵入岩体内及其周围的分布规律.应用实例表明, 该方法不仅可以从起因复杂的异常中区分出背景、异常场, 还可以识别代表了成矿源岩、流体、运移通道、赋存空间等异常因素引起的纹理、结构与构造特征.同时实现了GIS环境下交互可视化的MSVD处理与解释系统, 增强了地质异常定量分析的实用性与可操作性.      

遥感数据与化探数据尺度转换及融合应用研究

各种尺度的地学空间数据已成为地质找矿和环境研究中的重要信息源.在遥感数据与地球化学数据的融合处理中存在着空间尺度问题.基于两种数据的性质和特点,利用立方卷积的方法进行两种数据处理中的尺度转换研究,并以内蒙古额仁陶勒盖地区为例,实现了尺度转换后的化探数据和遥感数据融合处理应用.     

找矿信息量法在化探异常评价中的应用——以四川木里～盐源地区地球化学1∶5水系沉积物测量为例

在深入了解四川省木里~盐源地区地质背景、总结该区1∶5万化探异常特征的基础上,应用信息量法对该区754个异常流域进行计算和预测,对该区化探异常评价具有一定的指导意义。     

新疆比勒提地区地球化学场多重分形及异常解释简

通过对新疆比勒提地区1∶50000水系沉积物测量Cu、Pb、B、Ti元素进行多重分形分析,划分出两类多重分形特征模式,即多重分形幂律图可用2段直线来拟合的模式一和可用3段直线拟合的模式二。模式一中元素可分解为背景与区域异常2个部分,无明显富集,不具成矿潜力;模式二元素除了具有模式一的背景与区域异常外,还发育较强的局部异常,在局部异常处,有较大的找矿潜力。通过对该区地球化学和地质特征分析,圈定靶区4处,为寻找Cu、Pb多金属矿产提供了依据。     

新疆比勒提地区地球化学场多重分形及异常解释

通过对新疆比勒提地区1∶50000水系沉积物测量Cu、Pb、B、Ti元素进行多重分形分析,划分出两类多重分形特征模式,即多重分形幂律图可用2段直线来拟合的模式一和可用3段直线拟合的模式二。模式一中元素可分解为背景与区域异常2个部分,无明显富集,不具成矿潜力;模式二元素除了具有模式一的背景与区域异常外,还发育较强的局部异常,在局部异常处,有较大的找矿潜力。通过对该区地球化学和地质特征分析,圈定靶区4处,为寻找Cu、Pb多金属矿产提供了依据。     

福建建阳大金山铅锌矿床地球物理化学异常特征

大金山铅锌矿位于泰宁一政和北东东向铜多金属成矿带上,是该成矿带主要的矿种之一,也是闽北地区一个较有价值的矿床。矿床产于早元古代南山组上段,受燕山期北东东向构造控制,属中低温热液充填交代型矿床。     

普朗斑岩型铜矿床成矿元素多重分形特征及其矿化强度指示

成矿元素品位的变化受控于长期地质作用过程,具有较强的非线性特征,定量刻画其变化特征有助于深入理解成矿过程,并为找矿预测提供理论依据。运用多重分形去趋势移动均值（MFDMA） 法,分析云南普朗斑岩型铜矿床4号勘探线钻孔Cu元素品位的多重分形特征及其对矿化强度的指示意义。结果显示：所有钻孔Cu元素品位具有多重分形特征,且不同矿化等级的元素分布存在局部奇异性差异,多重分形强度随矿化强度等级减弱而增加;这些特征指示在钾硅化带—带内侧强矿化钻孔的高品位相对聚集,而带外侧角岩化—青磐岩化带的高品位相对分散;通过数据随机重排技术推测Cu品位多重分形结构奇异性差异是由其分布概率密度和长相关性共同作用引起,后者的作用贡献大于前者。     

硫代米蚩酮比色法在金化探异常查证中的应用

尝试了在没有电力的野外条件下,将硫代米蚩酮(TMK)比色法应用于金的化探异常查证工作中,取得了满意的结果。     

海洋天然气水合物元素地球化学异常的实验研究

海洋天然气水合物在生成过程中会引起周围沉积物孔隙水中元素地球化学异常,这些异常是指示天然气水合物存在的重要标志。在自制的实验装置上,模拟了海洋天然气水合物的生成过程,对海水中各离子浓度的变化进行了初步研究。结果表明：在不同的反应条件下,水合物的生成对各离子浓度变化的影响不同。压力越大,耗气量越大,生成水合物的量就大、纯度高,其排盐效应也较强,导致海水溶液中离子浓度的增高,而水合物中离子含量却呈降低趋势。     

安徽省蔡家山金异常远景潜力地球化学追踪研究

蔡家山Au异常区位于长江中下游成矿带内,中小比例尺化探工作发现了以Au为主伴Pb、Zn、Ag、Cu、As、Sb、Hg、Bi等多种元素异常.1:1万的土壤测量圈出10个异常,组合成3个异常带,对异常进行了异常强度、规模研究,制定了剥蚀程度指标.AP4、AP5、AP3具有Au、Pb、Zn异常强度高、规模大、剥蚀程度低的特点...     

内蒙古阿尔山侏罗纪火山沉积盆地地质特征及 地球化学异常

通过内蒙古阿尔山地区1∶5万区域矿产调查工作,研究了晚侏罗世火山沉积盆地的特征,及其与土壤地球化学异常的关系,认为侏罗纪火山沉积盆地、NE向断裂共同控制成矿元素富集及异常的分布。对阿尔山银江沟上侏罗统白音高老组实测剖面进行岩石光谱分析统计得出,盆地内Au、Cu、Zn、W、Mo、As、Sb、Hg、Mn、Ni含量均低于大陆岩石地层的克拉克值;Ag含量与大陆岩石地层的克拉克值相近;Sn、Bi、Pb含量高于大陆岩石地层克拉克值,其中Pb的含量是大陆岩石地层克拉克值的8倍,个别层位达到146倍。根据火山岩相、控矿构造和地球化学异常等特点,综合认为阿尔山侏罗纪火山沉积盆地具有Pb、Zn、W、Mo、Cu富集成矿的潜力,是重要的找矿目标区。     

Fractal and Multifractal Properties of Geochemical Fields

A fractal model, introduced by De Wijs to study the distribution, redistribution, or enrichment/depletion of element concentrations in a region, has become widely accepted. This paper uses it to simulate various geochemical fields for element concentration values. The frequency distribution and spatial pattern of the simulated values or concentrations are analyzed by the method of moments and the concentration–area (C–A) model. The spatial pattern of the original De Wijs model is shown to be intrinsically characterized by -shaped and symmetrical multifractal spectrum curves, whose center and width change systematically with the enrichment factors set in the simulation. The corresponding frequency distribution pattern on the log–log plot of frequency versus concentrations is called simple continuous multifractal (SCM) by the authors. In other experiments, when a De Wijs model is locally superimposed by another De Wijs model of different enrichment factors, the symmetry of the multifractal spectrum graph is broken and a different pattern of frequency distribution is found. It is referred to as highly accumulated continuous multifractals (HACM). Concentrations of 12 elements in 1448 rock samples from Shaoguan district, North Guangdong Province, South China, and 12 oil/gas indexes in surface soils from Sangtamu region, Tarim Basin, Northwest China, have been applied. The real geochemical fields, both metallic and oil/gas, are found to be remarkably compatible to those simulated patterns of De Wijs models with backgrounds of various enrichment and different degrees of superimposition, indicating that the frequency and spatial distribution patterns revealed by the authors are most possibly universal features of geochemical fields. It is particularly interesting to note that the major geochemical indicators of oil/gas geochemical fields are closer to the results of De Wijs models with a small enrichment factor, either with or without local superimposition, whereas those of the metallic geochemical field correspond more closely to De Wijs models with a background field of larger enrichment factors. The results obtained herein potentially have important implications in mineral and oil/gas resource assessment.     

Platinum and Palladium in Coal Rock and Geochemical Anomaly in Eastern Yunnan Province,Southwest China

A series of geochemical anomalies of Pt and Pd were found in 1 358 recombined samples from a geochemical stream sediment survey in eastern Yunnan (云南) Province, China. Chemical optical emission spectroscopy, X-ray fluorescence analysis, and inductively coupled plasmas atomic emission spectrometry analyses of 22 elements and chemical compositions of 21 samples from coal-bearing strata from the Late Paleozoic, Mesozoic, and Cenozoic show Pt and Pd concentrated to some extent in coal rocks, with Pd/Pt相似文献