[发明专利]基于多维分形克里格方法的成矿异常提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于多维分形克里格方法的成矿异常提取方法，更具体地说是通过对勘查地球化学数据进行多维分形克里格方法分析，进而提取地球化学成矿异常区域，从而为准确圈定勘探靶区提供依据。

背景技术

勘查地球化学方法是矿产勘查的重要手段，通过对岩石、水系沉积物、水、土壤等原生和次生介质样品进行分析，可以有效地对区域地球化学背景和异常进行调查研究，从而为矿产资源勘查和环境评价等工作起到重要的指导和支持作用。在针对地球化学采样数据的地球化学场的异常识别工作中，为了研究数据的空间变化趋势以及异常范围，通常需要对采样点数据进行空间插值处理使其转化为连续的曲面。常见的插值方法包括反距离加权插值法(IDW)、克里格法(Kriging)、径向基函数法以及样条曲线法(Spline)等。这些方法的往往体现某种趋势或是某种平均估计结果，具有显著的低通平滑特点。虽然克里格插值方法通过变异函数可以表征一定尺度的局部变化性，但其作为滑动加权插值法的一种，其低通滤波的特性使其只适合于讨论均值周围的变化性，却难以反映高值异常信息，而这些局部高值异常信息却是资源预测以及找矿勘探最为关注的。

因此，如何刻画和重建局部高值变异信息已成为提高勘查地质学、勘查地球化学处理效果的重要途径之一，尤其是对于以矿产勘查为目的的地球化学场数据处理和异常分析，如何保持和突出与成矿有关的局部异常是数据处理和分析成败的关键；同时，在复杂的地质过程尤其是成矿作用过程中，地球化学场往往受到多期次地质过程的影响，造成异常场同多种不同的背景场相互叠加，弱异常常被掩盖在强变异性的背景中，因此如何有效地从复杂的地球化学场中分离出弱异常，这对于成矿信息提取和成矿预测也至关重要。

为了能同时表达勘查地球化学场的局部空间自相关性以及奇异性，Cheng(1999)基于非线性理论提出了多维分形插值方法。该方法通过线性插值或是地统计学变异函数来表达空间自相关性，同时利用多重分形模型对具有自相似性或统计自相似性的多重分形分布(multifractal distributions)的奇异性(α)进行刻画。多维分形插值方法能同时保持和突出场值的局部空间结构和奇异性信息，这对于保持和增强数据的局部结构信息、重建高值和提取弱异常信息都非常有利。多维分形插值方法的公式如下：

Z(x0)=ϵa(x0)-2ΣΩ(x0,ϵ)ω(||x-x0||)Z(x)---(3)]]>

式中，ε表示分形估值尺度，α(x₀)表示x₀处的奇异性指数，ω为滑动平均加权的权系数。

多维分形插值是对待插值点的小邻域内的均值进行邻域奇异性校正的结果，而克里格方法虽然具有明显的低通平滑效应，但却是估计小邻域均值的最好方法之一，因此将多维分形方法与完善的克里格方法相结合，可以融合克里格和多维分形方法的共同优点。