Question

地球化学背景和异常

Answer 1

16.4.1 地球化学背景

狭义的地球化学背景是对地球化学而言的，主要是根据受矿化作用影响与否来建立的。地球化学找矿教科书有定义：“不受矿化作用影响或没有矿石碎屑混入的地区中，化学元素的一般含量和一般变动幅度”。矿化作用影响的明显标志是矿田、矿床、矿点及矿化异常等。针对某一矿化元素而言，排除了矿化作用影响和其他污染作用的正常地区的矿化元素的一般含量和变化范围，可作地球化学背景。

广义的地球化学背景则是对勘查地球化学而言的，其概念要根据研究对象的变化而变化。如农业地球化学勘查、环境地球化学勘查等的地球化学背景就不是以矿化元素为对象，而是以土壤肥料化学元素或污染物化学元素为研究对象。一般来说，勘查地球化学的背景值的确定是以所要解决的问题的关键性化学元素为依据对象。“凡是调查对象的影响范围以外的地区，就叫背景区。那里的化学元素的一般含量及一般变化幅度就叫背景值。”这就是广义地球化学背景的概念。

地球化学背景值的概念是一个相对的概念，取决于研究内容和研究地区（范围）等因素。从研究内容来看，不同的研究对象在同一地区其地球化学背景的含义和背景值是不相同的。从研究地区来看，相同的研究对象在不同地区其地球化学背景的含义和背景值也是不相同的，所以有全球背景、大构造圈背景、区域背景等等之分。另外，在研究地区，地球化学背景值不是惟一确定的值，而是在一定范围内不规则的波动和变化值。一个地区如果没有发现地球化学异常，并不能说明该异常元素在该地区缺失或不存在，而是由于该化学元素的含量被地球化学背景的波动值所掩盖。如果采用合理的数据处理方法，常常可以揭示一些被掩盖的地球化学异常，这是地球化学背景的相对性的另一表现形式。

16.4.2 地球化学异常及其分类

地球化学异常是相对于地球化学背景的对应概念。地球化学异常区是指与地球化学背景区有显著差异的元素含量富集区或贫化区。在异常区内各种自然介质中，元素的含量与周围背景区有明显差异，该元素的含量值称为地球化学异常值，简称异常。地球化学异常主要根据异常特征、异常的成因、异常的赋存介质等原则来分类。

按异常特征可作如下分类。

（1）正异常。异常区内异常元素的含量的平均值高于周围背景区。这样的异常往往是该元素在该区被带入，以元素的富集作用为特征。

（2）负异常。异常区内异常元素的含量的平均值低于周围背景区。这样的异常往往是该元素在该区被带出，以分散作用为特征。

按异常的成因可作如下分类。

（1）原生异常。狭义的原生异常的涵义是内生作用过程中所形成的异常，主要是指在岩浆作用、变质作用、气成作用，热液作用等内生地质作用过程中形成的地球化学异常。广义原生异常还包括有沉积岩中的地球化学异常，指的是赋存于固化岩石中的地球化学异常。

（2）次生异常。次生异常是指表生作用中所形成的地球化学异常。这类异常赋存于地表的疏松覆盖物、水系沉积物、水、空气和生物体等介质中。

次生异常可按异常的赋存介质再细分。

（1）残积-坡积异常。这类异常是在残积-坡积物形成过程中同时形成的，赋存于基岩或矿体上方的残积-坡积物中。

（2）分散流异常。该类异常沿异常源所在汇水盆地的水系分布，赋存于水系沉积物中。

（3）水文地球化学异常。该类异常赋存于地表水和地下水中。

（4）生物地球化学异常。该类异常赋存于生物体（主要是植物）中。

（5）气体异常。以气体状态赋存于地表上方的大气中，亦存在于岩石与土壤的孔隙中。

16.4.3 地球化学异常的主要参数

地球化学异常的主要参数值有：异常下限、异常衬度、异常强度、异常面积、异常规模、异常浓度分带性和综合异常组分特征等。

16.4.3.1 异常下限

又称背景上限，它是划分异常与背景的临界值。大于或等于此值者为异常，小于此值者为背景。

在背景范围内，在一定的信度（例如信度α=0.05）下，异常下限T为：

勘查技术工程学

式中背景平均值C_b和标准离差值S_b可分别由以下统计公式求出：

勘查技术工程学

式中N为参与统计计算的数据个数；C_i为第i个样品的含量值。

16.4.3.2 异常衬度

异常衬度C_I（或对比衬度、对比值）是指某一指示元素所形成的异常含量平均值C_A与异常所在区域该元素的背景平均值C_b（或异常下限值T）的比值：

勘查技术工程学

或

勘查技术工程学

16.4.3.3 异常强度

它是指指示元素含量值的大小。可用该指示元素异常含量平均值C_A来度量。如果异常多为高含量值组成，也可用异常的最高含量值度量。

16.4.3.4 异常面积

以异常下限值所圈定的异常范围。

16.4.3.5 异常规模

综合了异常强度与面积（或宽度）而提出的参数值。往往用异常线金属量或异常面金属量度量。

（1）异常线金属量是为了对比各剖面异常的规模大小而设定的。

当测线上采样点是等间距时

勘查技术工程学

是第i 条测线上的金属量，单位为 m×10^-6；C _A是第 i 条测线上的异常含量平均值，单位为10^-6；C_b是异常外围的背景平均值，单位为10^-6；L_i 是第i 条测线上的异常宽度，单位为 m；θ是第i 条测线与异常长轴方向的交角。

当测线上采样点是不等间距时

勘查技术工程学

L_j是第i条测线上某一端点至第j个采样点的距离，单位为m；0.5［L_j+1-L_j-1］是第j个采样点所控制的实际距离，单位为 m；是第j 个采样点的异常含量值，单位为 10^-6；其他符号同前。

（2）计算异常面金属量值应用如下的公式：

勘查技术工程学

P_S为异常面金属量值，单位为m²×10^-6；C_A是异常范围异常含量平均值，单位为10^-6；C_b是异常外围的背景平均值，单位为10^-6；S是异常面积，单位为m²。

（3）标准化异常面金属量值

勘查技术工程学

或

勘查技术工程学

N_AP为标准化异常面金属量值，单位为m²×10^-6；C_A、C_b、T、S分别为异常含量平均值、背景平均值、异常下限值和异常面积。

16.4.3.6 异常浓度分带性

也称为异常浓度梯度。异常浓度梯度值越大，说明元素所形成的异常具有很好的分带性；异常浓度梯度值越小，说明元素所形成的异常分带性越差；异常浓度梯度值趋于零时，元素异常不具分带性。

16.4.3.7 综合异常组分特征

是由多个指示元素组合反映出的地球化学异常特征。