[发明专利]大区域复杂背景区多元素地球化学异常识别方法

说明书

本发明提供一种地球化学异常识别方法，包括确定分析区域的待分析主元素和包括主元素的元素组合；基于各已知样品点的空间坐标和元素组合中各元素的含量，逐点计算各样品点的多元素加权异常值；根据各样品点的空间坐标和计算得到的多元素加权异常值，绘制地球化学加权异常图，其中，计算各样品点的多元素加权异常值包括：计算各样品点各元素在该样品点第一邻域范围内的局部背景；计算各样品点各元素相对于其局部背景值的局部异常值；以及计算各样品点所述第一邻域范围内主元素相对于其他各元素的局部相关系数。本发明的方法解决了现有技术中大区域复杂背景区难以实现多元素地球化学异常快速准确自动识别的问题。

技术领域

本发明涉及一种大区域复杂背景区多元素地球化学异常识别方法，是一项基于地球化学数据进行地球化学异常圈定的技术。更具体地，本发明涉及地球化学、地质学、矿产勘查等领域，根据本发明的方法可直接应用于矿产勘探、环境地球化学评价相关的地质调查和环境评价领域等。

背景技术

应用地球化学主要研究地球表层物质组成与分布规律，矿产资源由元素构成，而环境问题也是由化学元素及其化合物的分布与行为决定，因此应用地球化学将在解决人类所需的资源和生存环境问题上发挥越来越重要的作用。不断扩大测量空间范围和精度、不断提高分析测试精度和不断增加测试元素种类和其他指标是该领域重要技术问题。目前面积性地球化学调查方面我国已经完成1:20万山区39种元素区域地球化学调查和平原区1:25万54种元素多目标地球化学调查，积累了基本上覆盖全国陆域面积的海量地球化学调查数据。分析测试方法方面已经建立了地壳岩石和土壤样品中76个元素、及包括FeO、pH、C_org、H₂O、CO₂等共81项指标的配套分析方案和分析质量监控系统，已经开始应用于全球尺度的低密度地球化学调查和局部区域地球化学调查工作中。本发明申请文件中，术语“元素”是对可测试分析的各化学元素和指标的总称。如何从大范围、海量、多元素指标的地球化学调查数据中提取有用的与资源和环境领域有关的信息具有重要意义。

大区域的地球化学填图区一般存在多个地球化学背景区，对应于不同的构造单元、岩石分布区等，曾经历了不同规模的地质构造事件的影响。例如，横跨云贵川三省大范围分布的峨眉山玄武岩引起的Cu异常区，跨多个次级构造单元。另外，该区已发现的Cu有关的成矿事件有前寒武纪、晚古生代、早中生代、新生代等，已发现Cu矿的矿床类型有斑岩-矽卡岩型铜矿、砂岩型铜矿、玄武岩型铜矿等。现有单元素异常分析方法不能区分Cu异常是由铜矿引起的异常还是峨眉山玄武岩引起的异常，以及什么类型的铜矿引起的Cu异常。因此，需要借助于多元素地球化学异常统计分析处理方法。

现有技术中地球化学多元统计分析方法(MSA)如因子分析、主成分分析、稳健主成分分析等对于小范围或单一背景的区域有效，但不适用于复杂的多背景大范围区域，即存在多个地质过程叠加的大范围区域。主成分分析和因子分析等降维处理方法，其核心是需要计算变量间的相关系数。大区域的地球化学填图区一般存在多个地球化学背景区，对应于不同的构造单元、岩石分布区等，不同地球化学背景区样品的元素间相关性存在差异，因此，不能直接采用元素间全局相关系数来度量不同背景区元素间相关性。

另外，多元素衬度值叠加的方法可以综合多元素的信息，是常用的地球化学数据处理方法。对于单一地质过程，元素组合叠加相对于单一元素异常增加了信息量，但是由于表生地球化学元素含量具有多来源叠加的特点，该方法只考虑了各个元素总的贡献，没有考虑各个元素贡献的权重。

因此，需要提供一种能够适用于应用地球化学多背景区多元素指标地球化学异常信息提取的方法，该方法应适用于大范围的大数据的处理计算。

发明内容