Методика определения фоновых и аномальных значений элементов

Методика определения фоновых и аномальных значений элементов

Определение фоновых и аномальных значений содержания элементов в литохимических пробах проведено по методике, предложенной в сборнике задач «Геохимические методы поисков рудных месторождений» (Соловов А.П., Матвеев А.А., 1985). Необходимые расчеты выполнены с помощью пакета анализа программы Excel. Используемая методика предусматривает выделение фона и слабых геохимических аномалий. Общая схема расчетов для каждого из анализируемых элементов в целом одинакова и разделяется на три этапа:

1. определения закона распределения и построение графика распределения содержания элемента;
2. определение фонового содержания элемента;
3. определение значения минимально аномального содержания элемента.

Определение закона распределения и построение графика распределения содержания элемента.

На этом этапе существует некоторое расхождение применяемой методики, предложенной в указанном выше сборнике. Оно связано с характером анализируемой выборки. В сборнике для расчета фонового и минимально аномального содержания элемента предлагается из всего массива данных по оцифрованной карте отбросить пункты опробования, где содержание анализируемого элемента заведомо относится к аномальному. Таким образом, при построении графика распределения не учитываются значения содержания, соответствующие отчетливым контрастным аномалиям. Нами для определения закона распределения элементов первоначально анализировался весь массив данных. Отсев пунктов опробования с аномальным содержанием элемента проводился непосредственно по полученному графику распределения. Основным принципом здесь является представление о нормальности распределения фонового содержания элемента в пределах всей площади. Компьютерная обработка всего массива данных быстрее, чем предварительный отсев пунктов опробования с аномальным содержанием элементов. Кроме того, анализ графика распределения по сравнению с анализом цифровой карты менее сложен – все существующие значения содержания на графике разбиваются по группам (близкие к фоновым и аномальные), при этом отсутствует необходимость пространственной увязки данных. С другой стороны, первоначальный анализ всего массива данных (без отсева по карте пунктов опробования с аномальным содержанием) при расчетах учитывает более полный спектр значений, что позволит в дальнейшем более точно определить фоновое и минимально аномальное значения содержания элемента. Основными результатами данного этапа являются: построение графика распределения содержания анализируемого элемента по всей площади (частота встречаемости на графике представлена в %); отсев из дальнейшего анализа пунктов опробования с заведомо аномальным содержанием элемента.

Определение фонового содержания элемента.

В расчетах не учитываются отброшенные по графику распределения пробы с заведомо аномальным содержанием элемента.

Если график распределения значений содержания элемента близок к нормальному, тогда по данным распределения содержания анализируемого элемента строится кумулятивная кривая (в %). В Excel тип строящейся диаграммы задается точечный. По оси X откладываются значения содержания элемента, по оси Y – накопленная частость в %. По полученным точкам строится линия тренда логарифмического типа с подписью R2 – величины достоверности аппроксимации. Величина R2 стремится к 1 и определяет степень отклонения фактических значений от теоретической (в нашем случае, логарифмической) кривой. Чем больше значение R2, тем лучше аппроксимация. Поскольку, кумулятивная кривая, построенная по значениям нормально распределенной величины, стремится к логарифмической кривой, то величина R2 – это также некоторый критерий отклонения распределения случайной величины от нормального закона. В рассматриваемом сборнике проверку гипотезы о логнормальном распределении накопленной частости содержания элемента предлагается проверить с помощью критерия Колмогорова. Однако возможности построения диаграмм в Excel существенно затрудняют эту процедуру. После проверки гипотезы о логнормальном распределении накопленной частости содержания элемента с помощью величины R2 по кривой тренда считывается значение содержания, соответствующее 50 % частости по оси Y. Полученная величина – это фоновое содержание элемента в пределах всей площади.

Если график распределения значений содержания элемента существенно отличается от нормального закона (это возможно при недостаточной чувствительности спектрального анализа, когда количество проб с содержанием меньше предела определения составляет более 20-25 %), то фоновое содержание определяется непосредственно по графику. В этом случае диаграмма представляет собой правую часть нормального графика распределения. По характерной точке перегиба графика определяется нижний уровень аномального содержания, соответствующий величине +3σ (от фонового значения). Содержание элемента в этой точке делится на 2. Полученное значение считается фоновым содержанием этого элемента для всей площади.

Сравнительный анализ распределения содержания меди, никеля, свинца и серебра в различных типах четвертичных отложений для площади с аналогичными природными условиями поисков показал, что графики нормального закона распределения элементов практически не отличаются во всех типах отложений. Это позволяет использовать для расчета фоновых значений содержания элементов совокупную выборку данных по всей площади, а не раздельно по типам четвертичных отложений, что, во-первых, повышает точность расчета на основе использования значительно большего количества проб и, во-вторых, упрощает обработку данных опробования.

Определение значения минимально аномального содержания элемента.

После определения фонового содержания ( ) элемента, значение его минимально аномального содержания ( ) рассчитывается по формуле:

Сmin an = Cф* ε3 →ε3/ ,

где ε – стандартный множитель, m – число смежных точек с содержанием ≥ . Для расчета ε применяется следующая формула:

где C3σ содержание анализируемого элемента, соответствующее 3σ (98,8 % - определяется по построенной ранее кумулятивной кривой).

Таким образом, зависит от числа смежных точек m. Чем больше m, тем меньше . При любом числе точек в аномальном контуре m принимается не более 9.

На геохимических картах вторичных ореолов рассеяния отдельных элементов участков Кингашской площади (граф. прил. №№ 27-33) содержание элемента показывается изолиниями. Так как используемые для построения геохимических карт программы не могут учитывать количество сопряженных аномальных точек при проведении изолиний, то за берется среднее из 9 групп (при m=1, 2, 3, 4, …, 9). Это значение присваивается первой изолинии слабых геохимических аномалий.

Для выделения явных слабоконтрастных (3 фоновых значения) и высококонтрастных (10 и более фоновых значений) аномалий изолинии проведены по соответствующему содержанию элементов.