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化探作为一种简便、快速、经济而实用的找矿技术方法在其几十年的应用过程中取得了丰硕的科研成果和经济效益。众所周知,地球化学背景与异常的区分是勘查地球化学中的一个最基本问题,也是矿产勘查工作中重要的环节。
化探方法被应用于矿产勘查工作之初,地球化学工作者多认为元素的地球化学分布服从正态分布或者对数正态分布,由此将统计学方法应用于矿产勘查工作中区分元素地球化学的背景和异常。20世纪70年代由曼德布罗特(B.B.Mandelbrot)提出的分形几何学为人类洞察自然界中广泛存在的不规则物体的形态和结构提供了一个有力的工具。随着20世纪80年代分形学渗透到地学领域,该理论为地质工作者精细研究地质体的复杂性结构提供了新的视角。地球化学家们近30年的研究已经证明,元素在地球化学场中的分布具有分形和多重分形特征,基于这一理论,众多刻画元素多重分形特征的方法被提出,其中最常用的是矩分析法;同时许多区分元素背景和异常的分形与多重分形方法相继出现,如含量-面积法、周长-面积法、含量-距离法、面积校正累计频率法、含量-频数法、含量-总量法、分形求和法、分形含量梯度法等。
本论文分别应用矩分析法和含量-面积法研究西藏班戈地区4个1:50000图幅中13个元素(7270个样品数据)的多重分形特征,结合区域成矿地质背景,分析元素的成矿潜力;同时根据各个元素含量面积双对数曲线的分段拟合特征,区分元素的背景和异常。现得出以下主要认识:
1.相比藏南壳体元素丰度值,研究区元素含量的总体特征是:As、Sb、Pb、W、Bi、Hg富集;Au、Cu、Mo贫化;Ag、Zn、Sn和Ba分布基本处于正常范围。13种元素可分为2个大类4个亚类,第一大类由Au和As、Sb、Hg、Ba两个亚类组成,前者为砂金矿成矿元素,后者主要为低温成矿元素组合;第二大类由Ag、Cu、Mo、Pb、Zn、Sn和W、Bi两个亚类组成,前者主要为中高温成矿元素组合,与区内矽卡岩矿化关系密切;后者为高温热液成矿元素,与花岗岩关系密切。
2.本区地球化学元素的分布普遍具有多重分形特征,显示为多重分形频谱宽而连续,含量-面积分布具有多段式特征。
3.根据C-A浓度面积双对数曲线分段拟合线段斜率,即分维数D,结合研究区内地质背景认为,Au、Sn、Cu、Pb、Zn、Ag成矿潜力相对最优,W、Bi、Mo、Hg次之,As、Sb、Ba成矿潜力最小。
4.用矩分析法研究元素的多重分形特征发现四个图幅所有元素分形谱函数均表现出连续的分布,形态上都呈不对称的上凸曲线,表明元素的地球化学场都经历过不同程度的叠加。通过研究不同图幅元素的多重分形谱及参数,认为班戈县幅与多巴幅Au和Sn成矿潜力相对最好;供玛幅是所有图幅中成矿有利度最高的区域,以Cu为主(Cu、Pb、Zn、Ag)的多金属元素具有良好的成矿潜力,W、Sn、Bi的成矿潜力也较好;玖如错幅内Au的成矿潜力相对较大;矩分析法多重分形谱及其参数可以为元素的成矿潜力评价提供一定的信息。
5.当元素含量的分布服从正态或对数正态分布时,用C-A多重分形方法计算的异常下限与传统统计学方法计算的结果基本一致;当元素不服从或偏离正态或对数正态分布时,由于C-A多重分形方法客观反映元素的空间分布特征,其确定的异常下限值客观合理,而且能快速逼近异常浓集中心。因此,从这方面来说,C-A法确定元素的背景与异常比传统方法相对具有优势。