地質(zhì)統(tǒng)計學在微量元素化學分析中的應用研究

地質(zhì)統(tǒng)計學在微量元素化學分析中的應用研究

　　地質(zhì)統(tǒng)計學是20世紀60年代興起的一門數(shù)學地質(zhì)學科分支，以下是小編搜集整理的一篇探究微量元素化學分析的論文范文，供大家閱讀參考。

　　摘 要：本文介紹了地質(zhì)統(tǒng)計學在微量元素化學分析中的基本應用方法，結(jié)合具體的礦山巖石數(shù)據(jù)，用R型聚類方法對樣品進行分類，對幾種礦物的成礦規(guī)律進行了討論和解釋。通過研究，認為地質(zhì)統(tǒng)計學方法在地球化學領(lǐng)域的數(shù)據(jù)分析結(jié)果對礦產(chǎn)勘探、礦山設(shè)計和開采都具有實際的參考價值。

　　關(guān)鍵詞：地質(zhì)統(tǒng)計學 微量元素化學分析 應用研究

　　微量元素地球化學是半個世紀以來迅速發(fā)展和廣泛應用的地球化學分支。由于同位素稀釋質(zhì)譜法、中子活化分析、Ber thelot-Nernst分配定律等方法的成功應用，在多種地質(zhì)過程中微量元素分配演化的定量模型得以實現(xiàn)，也使得微量元素化學分析被系統(tǒng)地應用于解決各類地質(zhì)問題，成為指示巖石成因的典型標志。20世紀70年代以后，微量元素地球化學的討論從定性認識上升成為定量分析，發(fā)展方向也變成微觀、宏觀同時發(fā)展，經(jīng)常需要對地球化學中的主量元素、稀土配分、微量元素等進行定量化學研究和數(shù)據(jù)分析，此時，一些相關(guān)的地質(zhì)統(tǒng)計方法就變得非常重要和實用。在微量元素化學分析中，地質(zhì)統(tǒng)計學的各類統(tǒng)計方法作為對地質(zhì)客觀現(xiàn)象相關(guān)數(shù)據(jù)進行定量分析的重要工具，提供了諸多有效的數(shù)據(jù)分析途徑。應用地質(zhì)統(tǒng)計學對微量元素化學分析進行處理，能為研究工作取得客觀成果提供科學的定量依據(jù)。

　　1 地質(zhì)統(tǒng)計學與微量元素化學分析相關(guān)理論知識簡述

　　1.1 地質(zhì)統(tǒng)計學

　　地質(zhì)統(tǒng)計學是20世紀60年代興起的一門數(shù)學地質(zhì)學科分支，它的出現(xiàn)始于解決礦產(chǎn)普查勘探、礦山開發(fā)設(shè)計以及礦山開采整個過程中各種儲量計算和生產(chǎn)誤差估計問題。后來，地質(zhì)統(tǒng)計學逐漸在油氣勘探開發(fā)、采礦、水文以及環(huán)境科學領(lǐng)域中得到廣泛應用。近年來，地質(zhì)統(tǒng)計學作為一門新興的科學，在地質(zhì)領(lǐng)域的發(fā)展非常迅速，其應用前景的廣泛性和模型計算的實用性受到地質(zhì)學家的高度重視。

　　1.2 微量元素化學分析

　　微量元素化學分析是地球化學的分支學科，主要研究自然物質(zhì)和自然體系中微量元素的分布規(guī)律、存在形式、活動特點、控制因素及其地球化學意義。一般意義上講，微量元素是指除了O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti這九種組成99%的地殼和地幔質(zhì)量之外的80余種元素。當然，這里所指的微量元素是相對而言的，在一個體系中它可能是微量元素，但在另一個體系中卻可能是常量元素。

　　1.3 地質(zhì)統(tǒng)計學在地球化學領(lǐng)域的應用現(xiàn)狀

　　近幾十年年來，地質(zhì)統(tǒng)計學對地球化學的相關(guān)研究中起到了極大的輔助和推進作用。應用地質(zhì)統(tǒng)計學相關(guān)統(tǒng)計方法能夠?qū)⒋笠?guī)模原始地球化學數(shù)據(jù)群體中隱藏的重要信息提煉和挖掘出來，進行分類和解釋，繼而被廣泛地應用在地質(zhì)找礦、科學研究等各個領(lǐng)域。在地球化學中主量元素、微量元素、稀土配分化學分析等領(lǐng)域的研究中，豐富的地質(zhì)統(tǒng)計學方法對圈定和評價地球化學異常、提取地球化學找礦信息常常起到?jīng)Q定性的作用。本文則主要研究地質(zhì)統(tǒng)計學在微量元素化學分析中的應用研究。

　　2 地質(zhì)統(tǒng)計學在微量元素化學分析中的應用研究

　　2.1 方法討論

　　聚類分析是通過某種距離的測算將數(shù)據(jù)對象的集合分為類似的對象組所形成的若干個類，其中運用到了降維思想，在對樣品和指標進行分類，采用物以類聚的原理進行的一種多元統(tǒng)計分析方法。在地質(zhì)找礦領(lǐng)域，聚類分析是研究元素在成礦活動中地球化學行為相似程度的一種有效方法，一般從數(shù)字分類角度進行分析。對于這種方法的運用，我們可以借鑒現(xiàn)有的成果和理論進行分析和應用。R型聚類分析是聚類分析方法的一種，原理是以變量之間的相似程度為基礎(chǔ)，將變量分成不同級別的類。R型聚類分析是研究成礦活動中地球化學微量元素行為相似度的一種有效方法。通過對某些礦石或巖樣的微量元素數(shù)據(jù)進行R型聚類分析，可以得出元素組合特征并將其分類，對元素之間的親疏關(guān)系進行判定，進一步為劃分礦化階段、成礦元素遷移和富集的判斷以及礦床成因等問題的研究提供判斷依據(jù)。

　　2.2 案例研究

　　通過對高松山礦區(qū)內(nèi)巖礦石樣品的微量元素數(shù)據(jù)進行R型聚類分析后，可以得到圖1中顯示的分類的結(jié)果，即，在相似水平的相關(guān)系數(shù)等于15時，可以把微量元素分成7個類別，分別是：(1)W、Cu;(2)Sn;(3)Au、Ag、As、Sb、Pb、Mo;(4)Bi;(5)Hg;(6)Co、Ni、Mn;(7)Zn。這7個類別之間沒有顯著的相關(guān)性，說明礦床成礦具有多期次性和復雜性。從圖中還可以看出，Au不僅和Ag有著強相關(guān)關(guān)系，而且還和As、Sb、Pb相關(guān)。而Au元素與Ag之間有非常密切的關(guān)系，當γ=2.5時它們聚成了一類，相關(guān)性比較強，同時Sb、As、Pb和它們之間都存在相關(guān)性，說明Au、Ag、As、Sb、Pb、Mo之間具有親緣關(guān)系，預示著伴隨著多金屬硫化物的形成Au 成礦并且富集。因此，我們可以以Sb、Pb、Ag、As作為礦區(qū)找金的近程指示元素。

　　3 結(jié)論

　　本文采用地質(zhì)統(tǒng)計學中一類常用方法，R型聚類方法對高松山礦區(qū)的銅多金屬礦進行了微量元素組合上的分析研究。統(tǒng)計分析結(jié)果使我們對高松山金礦床巖礦石微量元素的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點有了清楚的認識。各元素組合具有疊加出現(xiàn)的特征，表明礦床成礦具有多期多階段或成礦物質(zhì)多來源的特征。分析結(jié)果表明Au與Ag、As、Sb、Pb等中低溫元素相關(guān)非常大，但是和W、Co、Sn、Mn、Ni、Zn等中高溫元素之間的相關(guān)性較差。

　　地質(zhì)統(tǒng)計學在地球化學其它領(lǐng)域，比如常量元素分析、稀土元素分析中也有廣泛的應用，筆者認為，采用類似的統(tǒng)計方法對不同類數(shù)據(jù)的分析是進一步拓展地質(zhì)統(tǒng)計學在地質(zhì)科學中應用性的前進方向。

　　參考文獻

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