一种地球化学异常区圈定方法

技术领域

本发明涉及一种地球化学异常区圈定方法，适用于固体矿产领域。

背景技术

地球化学异常是矿产资源勘查评价中的重要指标，对其进行精确圈定能有效地指导地质找矿工作。前期对地球化学数据的处理往往采用插值方法进行处理和分析，其不能充分反映地质条件的差异性，进而导致圈定的地球化学异常区可靠程度低。授权公告号CN103529486B的发明专利提出了一种地球化学异常圈定方法，根据测区实际地质情况确定子区形状和大小，进而滑动分区，采用CA方法确定子区的异常下限值，计算整个测区的背景值，将地球化学数据减掉背景值，进而最终获得并圈定整个测区的异常值。授权公告号为CN112380308B的发明专利提出了一种基于数据正则化的地球化学异常圈定方法及系统，在GIS系统上生成地球化学数据点文件以及带有地层属性的地球化学点文件，对不同地层属性的地球化学数据进行正则化处理，并计算正则化后的地球化学数据的异常下限，圈定地球化学异常。上述方法均未充分考虑研究区内地球化学组分的差异性，易造成误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种步骤简单、可靠性高的地球化学异常区圈定方法。

本发明的技术方案如下：

一种地球化学异常区圈定方法，根据出露岩石岩性变化、地形地质特征将研究区网格化划分，在每个网格划分的子区域内按照一定间距均匀采集实验样品，室内进行实验测试获取样品的地球化学组分；开展主成分分析，获取成矿主成分分值，据其计算流域系数；定义地球化学异常强度指数AI，并依据成矿主成分分值和流域系数计算获取AI值，设定阈值，划分地球化学异常区级别，圈定异常区。

具体步骤：

步骤1，根据出露岩石岩性变化、地形地质特征将研究区网格化划分，划成不同的子区域，在每个子区域内按照一定间距均匀采集实验样品，记录编号；

步骤2，实验室内对采集的样品利用原子吸收法和发射光谱仪获取每件样品的地球化学组分；

步骤3，对所有样品的地球化学组分数据，利用Pearson线性变换，获得相互之间的Pearson相关矩阵；

步骤4，在步骤3基础上，通过主成分分析，将实验获取的地球化学组分数据变量维数减少为较少的不相关主成分PC，并计算每个主成分的得分C

C

式中：i表示主成分分析的第i个主成分，b

步骤5，计算流域系数L：

式中：v(MPC)是与成矿主成分MPC相关的方差百分比，表明成矿主成分的重要性；

步骤6，定义并计算地球化学异常强度指数AI，其值越高，成矿可能性越大：

式中：AI为地球化学异常强度指数，L为流域系数，b为成矿主成分的回归权值；

步骤7，在步骤6地球化学异常强度指数AI计算的基础上，经归一化处理形成介于0～1的数据集，设定AI阈值，划分地球化学异常区级别，结合步骤1划定的网格子区域，实现研究区地球化学异常区的圈定。

优化技术方案中，依据归一化的AI值设定不同的AI阈值，划分地球化学异常区级别，设定AI阈值为0.9，即AI介于0.9～1.0时，为I级地球化学异常区；设定AI阈值为0.8，当AI介于0.8～0.9时，为II级地球化学异常区；设定AI阈值为0.7，当AI介于0.7～0.8时，为III级地球化学异常区；设定AI阈值为0.6，当AI介于0.6～0.7时，为IV级地球化学异常区；AI阈值低于0.6时不作为地球化学异常区。相对于现有技术，本发明方法具有以下技术优势：

本发明提供了一种步骤简单、可靠性高的地球化学异常区圈定方法。在获取地球化学成矿主成分的基础上，定义并计算地球化学异常强度指数，划分地球化学异常区级别，实现地球化学异常区的精确圈定。该方法原理严谨，可操作性强，圈定精度高。

附图说明

图1为本发明一种地球化学异常区圈定方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步说明：

如图1所示，一种地球化学异常区圈定方法，根据出露岩石岩性变化、地形地质特征将研究区网格化划分，在每个网格划分的子区域内按照一定间距均匀采集实验样品，室内进行实验测试获取样品的地球化学组分；开展主成分分析，获取成矿主成分分值，据其计算流域系数；定义地球化学异常强度指数AI，并依据成矿主成分分值和流域系数计算获取AI值，设定阈值，划分地球化学异常区级别，圈定异常区。

具体步骤如下：

步骤1，根据出露岩石岩性变化、地形地质特征将研究区网格化划分，划成不同的子区域，在每个子区域内按照一定间距均匀采集实验样品，每件样品的质量至少100g，包装并记录编号；

步骤2，实验室内对采集的样品利用原子吸收法和发射光谱仪获取每件样品的地球化学组分；

步骤3，对所有样品的地球化学组分数据，利用Pearson线性变换，获得相互之间的Pearson相关矩阵；

步骤4，在步骤3基础上，通过主成分分析，将实验获取的地球化学组分数据变量维数减少为较少的不相关主成分PC，并计算每个主成分的得分C

C

式中：i表示主成分分析的第i个主成分，b

步骤5，计算流域系数L：

式中：v(MPC)是与成矿主成分MPC相关的方差百分比，表明成矿主成分的重要性。

步骤6，定义并计算地球化学异常强度指数AI：

式中：AI为地球化学异常强度指数，L为流域系数，b为成矿主成分的回归权值。

步骤7，在步骤6地球化学异常强度指数AI计算的基础上，经归一化处理形成介于0～1的数据集，设定AI阈值，划分地球化学异常区级别，设定AI阈值为0.9，即AI介于0.9～1.0时，为I级地球化学异常区；设定AI阈值为0.8，当AI介于0.8～0.9时，为II级地球化学异常区；设定AI阈值为0.7，当AI介于0.7～0.8时，为III级地球化学异常区；设定AI阈值为0.6，当AI介于0.6～0.7时，为IV级地球化学异常区；AI阈值低于0.6时不作为地球化学异常区，结合步骤1划定的网格子区域，实现研究区地球化学异常区的圈定。