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圈定地球化学异常是勘查地球化学和环境地球化学研究中的一项基础性工作。笔者通过详细分析近30年来与地球科学密切相关的分形和多重分形等现代非线性理论和新方法的迅速发展和应用,特别是以解决地球化学复杂背景与叠加异常分解难题为例,介绍了广义自相似理论与分形滤波技术的发展和应用,相信在资源、环境、灾害的其他应用领域也将发挥重要影响。文中阐明了多重分形是更具普适性的地球化学元素分布模式,"密度-面积"分形模型是刻画地球化学异常的基础模型,并为多个空间开展分形滤波和分解地球化学复杂背景与叠加异常的理论基础。该方法的显著优势在于将地球化学场的各向异性、尺度不变性、广义自相似性等特征集于一体,具有压制变化性背景干扰,突出局部异常的能力,其中C-A和S-A业已广泛应用于矿产勘查靶区圈定和环境污染模式识别,形成了分解地球化学复杂背景和叠加异常的常用技术,在国内外多个成矿区带取得了显著的找矿效果。 相似文献
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能谱密度-面积多重分形模型能够有效分解复杂地球化学异常模式,处理地球化学数据中的复杂非线性关系.这里采用能谱密度-面积多重分形模型,开展胶西北金矿集区地球化学异常识别和资源潜力评价研究.在对原始地球化学数据进行对数比变换的基础上,通过因子分析提取反应成矿过程的主要元素组合,将得到的元素组合图,采用能谱密度-面积多重分形... 相似文献
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《物探与化探》2017,(3)
为削弱拉脊山东段地区化探数据(典型的成分数据)存在的闭合效应,进一步分析该区地球化学元素空间组合分布规律,使用等距对数比变换(ilr)"打开"水系沉积物地球化学数据;采用稳健主成分分析(RPCA)构建组合模型,用于识别组合地球化学异常;通过S-A分形滤波技术强化弱异常并分离异常与背景,圈定地球化学致矿异常,进一步指导矿产勘查。研究结果表明:得到两组与矿化相关的元素组合,第一组为Au-As,与研究区的构造蚀变岩型金(砷)矿(金源东沟等)相关;第二组为Cu-Ni,与区域内铜镍硫化物矿床(拉水峡等)相关。S-A滤波技术可以进一步分解组合异常,强化弱小异常,同时能够缩小强背景下的异常面积,结合研究区地质概况和分解后的异常图可以进一步指导该地区构造蚀变岩型Au(As)矿和铜镍硫化物矿床的找矿勘查工作。 相似文献
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尝试将盲源分离技术用于地球化学领域中,应用盲源分离理论中的FastICA算法对西藏洞嘎普铜矿勘查区1∶10 000土壤地球化学测量数据进行了矿致异常识别研究。首先根据盲源分离算法建立反演化探数据元素组合模型,以此确定地球化学成矿元素组合;然后,利用分形方法确定地球化学单元素及元素组合的异常下限,圈定异常浓集中心,进而确定异常分带性;最后,将元素分带特性研究与研究区地质特征相结合,对比单元素异常图及组合异常图,对研究区的地球化学元素作出异常分类和异常评价解释,划分的4个异常区域在后期的工程验证中取得了很好的效果。 相似文献
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应用多重分形滤波技术提取致矿地球化学异常:以西南"三江"南段Cu、Zn致矿异常提取为例 总被引：2，自引：0，他引：2
西南“三江”南段位于印度板块与扬子板块的结合带,是特提斯-喜马拉雅成矿域的重要组成部分.在多旋回的构造岩浆活动过程中,形成了复杂的成矿地质地球化学背景和丰富的有色金属和贵金属矿产.正是这种复杂的地质地球化学背景,使得应用地质统计学方法提取致矿地球化学异常遇到了挑战.为此,多重分形滤波技术被引进,试图从复杂的多重地球化学背景中有效地分离与成矿有关的Cu、Zn异常.研究表明:(1)由于研究区存在多重地球化学背景,克里格方法揭示的Cu、Zn剩余异常通常是受区域线形构造控制的区域异常,多重分形滤波技术则揭示了与矿化有关的Cu、Zn局部致矿异常;(2)Cu致矿异常的提取表明,多重分形滤波技术能够克服某些岩性(譬如玄武岩)引起的Cu高背景的影响,并从多重地球化学背景中有效提取致矿异常,包括低背景中的弱异常和隐蔽异常;(3)运用多重分形滤波技术清晰揭示了一系列Zn原始数据图上没有显示的、规模不等的NNE向Zn矿化异常带,其中那条穿越整个研究区的Zn矿化异常带含有金顶巨型Pb-Zn矿床和一系列矿床、矿点、矿化点.整个研究工作是基于MORPAS3.0软件系统实现的. 相似文献
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复杂的地质作用和控制因素常常使得地球化学元素的分布特征呈非线性,传统的线性模型在处理元素非线性分布具有一定的局限性和不适应性。文中以研究地球化学矿化元素组合为主线,应用aiNet网络模型(带权的不完全连接网络)对地球化学数据做预处理,应用FastICA算法(快速定点独立分量分析)求取矿化元素组合,应用分形含量面积法圈定元素异常下限,应用分形含量梯度法确定元素异常浓集分带,形成了一套地球化学矿化元素组合求异的非线性方法体系,并在西藏洞噶普矿区1∶1万土壤地球化学测量资料的应用中取得了良好的效果。 相似文献
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区域地球化学异常空间分形结构及其意义：以浙江省诸暨地区区域地？… 总被引：7，自引：0，他引：7
区域地球化学数据既具有确定性的特征,又具有随机性的特征,从而地球化学异常的空间分布具有标度不变性的特征,即空间分形结构。本文运用元素含量－等值线面积模型、元素含量的周长与面积模型,查明区域地球化学异常分形结构,初步探讨了其形成机制,并讨论了元素含量与等值线面积的空间分形模型用于划分地球化学异常与背景的意义。 相似文献
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多重分形与地质统计学方法在粤北刘家山地区矿化指示中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
为了解地球化学元素在岩石等介质中的局部富集和贫化规律,采用多重分形和地质统计学方法来分析其空间自相关性及奇异性,多重分形方法通过多重分形模型来刻画,地质统计学方法通过变异函数来实现。应用这两种方法处理粤北刘家山地区1∶5万水系沉积物地球化学各元素数据表明,地球化学数据的局部奇异性在该区可反映铅锌铜矿化蚀变带等局部成矿有利部位。为进一步研究异常与奇异性区的关系采用分形滤波技术(S-A法)对该区成矿主元素Pb、Zn进行分析,发现由S-A法分解得到的异常区与奇异性区一致,并且得出由S-A法分解的异常具有局部奇异性的结论。研究区内具有明显奇异性的地区也即元素富集区域是铅锌矿异常区域,它们与铅锌矿成矿作用和已知矿床的赋存密切相关, 这也为该地区元素的成矿潜力评价提供了重要的线索。 相似文献
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多重地球化学背景下地球化学弱异常增强识别与信息提取 总被引：1，自引：0，他引：1
为对钦州湾-杭州湾成矿带(南段)庞西垌地区地球化学数据进行异常识别研究与信息提取,利用含量-面积法(C-A)得出庞西垌地区成矿主元素的异常下限,得到各元素异常分布图,并与已知矿(床)点进行叠加分析,发现已知矿(床)点与C-A法分析得到的异常区基本吻合,可根据该异常区预测未知矿床,从而为该研究区矿产资源潜力评价提供依据。为进一步从研究区复杂的地球化学背景中分离出与成矿有关的地球化学异常,采用分形滤波技术(S-A)提取致矿异常。研究表明,S-A法可在C-A法揭示的区域异常的基础上更深层次地提取出与矿化有关的局部异常用以反映研究区的多重地球化学背景,S-A法可有效地使弱异常增强进而提取出致矿异常,为庞西垌地区探寻隐伏矿体提供依据。 相似文献
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The widely used wavelet filtering technique holds potential to approach anomaly–background separation in geophysical and geochemical data processing. Wavelet statistics provide crucial information on such filtering methods. In general, conventional (Gaussian-type) statistical modeling is insufficient to adequately describe the heavily tailed and sharply peaked (at zero) distribution of the wavelet coefficients of irregular geo-anomaly patterns. This paper demonstrates that the cumulative (frequency) number of the wavelet coefficient yields a power-law scaling relationship with the coefficient based on wavelet transform of a fractal/singular measure. This wavelet coefficient–cumulative number power-law model is proven to be more flexible and appropriate than the Gaussian model for characterizing the scaling nature of the coefficient distribution. Accordingly, a fractal-based filtering technique is developed based on the wavelet statistical model to decompose mixed patterns into components based on the distinct self-similarities identified in the wavelet domain. The decomposition scheme of the fractal-based wavelet filtering method considers not only the coefficient frequency distribution but also the fractal spectrum of singularities and the self-similarity of real-world features. Finally, a synthetic data test and real applications from two metallogenic provinces of China are used to validate the proposed fractal filtering method for anomaly–background separation and identification of geophysical or geochemical anomalies related to mineralization and other geological features. 相似文献
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《Chemie der Erde / Geochemistry》2016,76(4):491-499
Separation of geochemical anomalies from background are one of the important steps in mineral exploration. The Khooni mineral district (Central Iran) has complex geochemical surface expression due to a complex geological background. This region was chosen as a study area for recognition of the spatial distribution of geochemical elements and separating anomalies from background using stream sediment geochemical data. In the past decades, geochemical anomalies have been identified by means of various methods. Some of these separation methods include: statistical analysis methods, spatial statistical methods and fractal and multi-fractal methods. In this article, two efficient methods, i.e. U-statistics and the fractal concentration-area for separation and detection of anomalous areas of the background were used. The U spatial statistic method is a weighted mean, which considers sampling point positions and their spatial relation in the estimation of anomaly location. Also, fractal and multi-fractal models have also been applied to separate anomalies from background values. In this paper, the concentration–area model (C–A) was suggested to separate the anomaly of background. For this purpose, about 256 stream sediment samples were collected and analyzed. Then anomaly maps of elements were generated based on U spatial statistics and the C-A fractal methods for Au, As and Sb elements. According to obtained results, the U-statistics method performed better than C-A method. Because the comparisons of the known deposits and occurrences against the anomalous area created using thresholds from U-statistics and C-A method show that the spatial U-statistics method hits all of 3 known deposits and occurrences, the C-A fractal method hits 1 and fails 2. In addition, the results showed that these methods with regard to spatial distribution and variability within neighboring samples, in addition to concentration value frequency distributions and correlation coefficients, have more accurate results than the traditional approaches. 相似文献
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张八岭—管店地区位于皖东张八岭构造带北部,区内已发现多处金多金属矿点,但尚未取得显著突破。近年来,多维分形理论与地球化学勘查相结合的方法已被广泛应用于Au、Cu矿床的找矿勘查工作,其中S-A(能谱密度-累计面积)方法是一种建立在能谱空间上的分形滤波技术,能够利用傅里叶变换对物化探数据进行异常和背景分解。以张八岭—管店地区深部土壤Au元素为例,利用S-A方法对研究区深部土壤中Au元素地球化学场进行异常识别。结果显示,该方法能够有效分离地球化学背景,识别已知金铜矿点的矿致异常信息,在区内已知矿点以外识别出多个Au元素异常区域。研究成果可为进一步找矿勘探提供新的目标和方向。 相似文献
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非线性矿床模型与非常规矿产资源评价 总被引：14，自引：6，他引：8
探讨了建立非线性矿床模型对难识别的非常规矿产资源评价的可能性.首先评述了非线性理论在成矿动力学和矿产勘查中的应用, 以及非常规矿床与非常规矿产资源评价的研究现状.然后引进了以岩浆结晶分异成矿作用为例的多维分形非线性成矿系统模型.在此基础上揭示了非线性成矿系统必然导致元素富集和聚集的奇异分布及矿床分布的广义自相似性规律.广义自相似性刻画了成矿的外在多样性和内在相似性.介绍了2种最新研究的“奇异分析”和“广义自相似性”异常分解方法.采用文中所建议的非线性矿床模型方法对加拿大北部Gowganda地区的热液型Co, Ni, Ag, As, Pb 5种元素矿产进行了预测和评价.结果表明, 以“广义自相似性”和“奇异分析”为基础的非线性矿床模型及GIS信息综合技术对非常规难识别矿产资源评价是有效的. 相似文献
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《Chemie der Erde / Geochemistry》2021,81(4):125811
Geochemical exploration by stream sediment sampling using bulk leach extractable gold (BLEG) technique and applying concentration-number (C-N) fractal model, factor analysis (FA), and geochemical mineralization probability index (GMPI) resulted in the recognition of new Au occurrences around the Sukari gold mine in the central Eastern Desert of Egypt. The geochemical data of 128 stream sediment samples collected from the study area was used for delineating the geochemical anomalies and characterizing the dispersion trains of ore and associated elements (Au, Ag, As, Sb, Cu, Pb, Zn, Mo). Statistical analysis of the geochemical data applying the C-N fractal modeling enabled us to identify significant anomaly and background populations of the investigated elements and to construct reliable geochemical anomaly maps. Factor analysis using centered log-ratios (CLR), to address the problem of closed compositional data, revealed significant element associations for mineralization (Au, As, Mo, Zn, Ba), country rock compositions (Rb, Li, Be, Sn, Bi for granite, and Co, Cr, Ni for mafic rocks), and element mobility (e.g. Sb, Zr, and Ag). Weak and moderate Au anomalies that cannot be detected by factor score maps can be delineated clearly by using the C-N fractal method and GMPI distribution map. Our study revealed that Ag, As, and Sb are the main pathfinder elements for gold mineralization in arid to semiarid regions exemplified by the Sukari gold district. Silver can be used as a “direct” pathfinder, whereas As and Sb are “indirect” pathfinders for Au in such regions. The spatial distribution of Au and Ag anomalies indicate that gold mineralization in the Sukari district is structurally controlled. However, the spatial distribution of Cu, Pb, Zn, and Mo is controlled by mineralogical and lithological factors and is not related to any significant base metal deposits. 相似文献
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空间模式的广义自相似性分析与矿产资源评价 总被引：20，自引：3，他引：17
尺度不变性(scale invariance)包括自相似性(各向同性)、自仿射性(成层结构)、广义自相似性(各向异性标度不变性),是由各种地质过程和地质事件所产生的地质特征和模式的本质属性．尺度不变性可用分形和多重分形模型来表征．这些尺度特征的定量化可为刻画地质空问模式和模式识别提供有力的工具．例如。热液矿床的群聚现象可以用局部分形特征(局部奇异性)来刻画．通过在特征空问中(如频率空问)识别空问模式的广义自相似性．可以将空间混合模式进行分解或异常的识别．介绍了几种相关的分形模型和方法。包括度量空问模式广义尺度独立性(GSI)的线性模型;基于广义尺度独立性的异常分解S—A方法;度量空问模式的局部奇异性方法;以及如何利用分形特征预测未发现矿床的2种方法．有些方法已应用于许多矿产资源评价实例中．给出了对加拿大Nova Scotia省西南部湖泊沉积物样品中的4种元素As、Pb、Zn和Cu的地球化学数据处理分析结果。证明了局部奇异性分析和S—A异常分解方法对地球化学异常的增强和分离的有效性．研究表明：由S—A方法分解的异常往往具有多重分形的特点,而且普遍具有局部奇异性．研究区内具有明显奇异性的地区(元素含量富集区)是金矿异常区域。它们与金矿成矿作用和已知矿床的赋存密切相关． 相似文献