地球化学实习作业

理论地球化学与应用地球化学

实习作业

成都理工大学资源工程教研室

2001年8月

目录

实习一稀土元素分配型式及地球化学参数的计算 (1)

实习二原生晕垂直分带序列的确定 (2)

实习三用方差分析评价化探数据的质量 (5)

实习四概率分布型式的检验及背景值和异常下限的确定 (8)

实习五趋势分析在地球化学中的应用 (11)

实习六回归分析在地球化学中的应用 (17)

实习七判别分析在地球化学中的应用 (18)

实习八聚类分析在地球化学中的应用 (19)

实习九异常解释评价 (20)

附言：

这是在以往实习作业的基础上，为适应新的计算机程序，补充了部分新的化探数据。本讲义由李佑国编写，适合在本校上“理论地球化学与应用地球化学”课程的各个专业使用。如有不妥之处，敬请告诉编者，以便修正。

实习一稀土元素分配型式及地球化学参数的计算

一、实习目的

由于稀土元素的原子结构、原子半径、离子半径及化合价的相似性，导致它们在自然界中常常紧密共生在一起。因镧系收缩的缘故，使得稀土元素的离子半径从La→Lu逐渐增大，于是在岩浆过程中，这些元素在固相和液相间的分配呈现出明显的规律性变化。Ce和Eu在自然界具有变价（Ce4+、Eu2+）的特征，Ce和Eu的相对富集与亏损程度往往反映了特殊的地质背景。

本次实习要求掌握稀土元素的计算和作图方法，理解稀土元素的富集程度、分馏程度的地质意义，掌握Eu的亏损与富集的地质背景。

二、实习内容

某地区的岩浆岩种类极为发育（表1—１和表1—２），请画出各岩类的稀土配分曲线图、结合稀土元素参数进行地质过程分析。两种方法所得到的稀土元素参数

表1—1 岩浆岩稀土元素成分表（×10-6）

注：１－橄榄苏长岩，２－钾长花岗岩，３－H型花岗岩，４－A型花岗岩，５－石英闪长岩(M型花岗岩)。稀土元素由某单位等离子光谱方法分析。

表1—2 岩浆岩稀土元素成分表（×10-6）

注：表中数据由中子活化方法分析

实习二原生晕垂直分带序列的确定

一、目的与要求

原生晕的分带性特征，尤其是垂直分带是原生晕特征的重大发现。它无论在地球化学理论方面，还是地球化学找矿的实践方面具有重大的意义。本次实习要求掌握原生晕垂直分带序列确定的常用方法。

二、实习内容

某铅锌矿区经地球化学勘查后，选择了矿区一条有代表性的勘探剖面100线，如图2—1所示。

图2—1 100勘探线剖面示意图

根据分析测试数据，计算出原生晕样品线金属量原始数据如表2-1所示，请求出该矿区原生晕垂直分带系列，其步骤如下：

1.首先将将原始数据标准化（表2-2）

2.计算分带指数（表2-3）

表2—1 100线指示元素线金属量表

表2-2 标准化线金属量表

表2-3 分带指数表

3. 列出初步的分带序列（自前缘至尾部）为：

4. 对于同一标高出现两个以上元素分带指数最大值，则进一步计算G及△G值，根据△G值确定出该矿区完整的原生晕垂直分带序列（自前缘至尾部）为：

实习三用方差分析评价化探数据的质量

一、实习目的

练习用两因素方差分析和三因素方差分析方法评价数据的质量是否满足化探之要求。

二、实习内容

某区为了评价采样和Zn元素的分析质量，对100个样品分析了两次（表3-1）。在另一个地区，原始样和检查样共采样两批次，且每个样分析两次，所得数据如表3-2所示。

表3-1 四川省白玉县某矿区土壤Zn元素重复分析结果（单位：10-6）

表3-2 四川省白玉县农都柯矿区土壤现场X荧光测量结果（单位：荧光强度）

对表3-1用两因素方差分析方法，评价Zn元素重复分析的质量。

对表3-2用三因素方差分析方法，评价AuI和Cu元素的采样误差、分析误差的相对大小；通过元素自然变化的方差大小，进一步评价数据质量。请分析该批数据能否利用？

三、作业

1. 两因素方差分析

表3-3 方差分析表

对数据质量作出评价，并说明依据。

2. 三因素方差分析

表3-4 方差分析表

表3-5 方差分量表

对数据质量作出评价，并说明评价依据

实习四概率分布型式的检验及背景值和异常下限的确定

一、实习目的

练习用概率格子法和计算法检验概率分布型式及求背景值和异常下限

二、实习内容

1.某区土壤地球化学测量获得一批背景一区Zn分析数据，如表4—1所示，请用正态概率格子法检验分布型式，并确定背景值和异常下限。

表4-1 某地区土壤Zn元素分析结果（单位：10-6）

2.云南某地一地层中的Ni元素土壤地球化学测量分析结果如表4—2 ，请用统计法检验分布型式和确定背景值和异常下限。

表4-2 云南某地土壤Ni元素分析结果（单位：10-6）

三、实习作业

1.概率格子法

表4—3 各数据组的频率、累计频率、概率等统计表（Dn = ）

（1）在计算机上绘制累计频率点、理论值线和临界曲线

（2）确定概率分布型式为：

（3）求出背景值和异常下限

C0= C A=

2. 计算法

（1）偏度和峰度值

r1= r2=

（2）检验是否服从正态（对数正态）分布，并说明依据：

r1的临界值= r2的临界值=

（3）列出背景值和异常下限

C0= C A=

实习五趋势分析在地球化学中的应用

一、实习目的

练习用多项式拟合趋势面分析方法和两窗口移动平均趋势分析方法，求出背景的变化趋势和地球化学异常，并结合地质情况，对背景的变化趋势和异常作出适当的解释。

练习用Surfer软件对不规则测网化探数据进行综合处理。

二、实习内容

1. 某地的地质简图如图5—1所示，在该区进行了1：50000土壤地球化学测量，线距为500米，点距100米。Au元素经网格化（1×1 cm2）后的数据见表5—1，请用此批数据分别用趋势面分析和移动平均法进行处理。

2. 四川省白玉县有热沟位于呷村矿床外围，属于“呷村式”银多金属矿床的重要成矿远景区（地表覆盖严重）。在该区进行了240m×20～40m规格的土壤地球化学测量，其部分分析成果列于表5—2中，表中X值和Y值为相对坐标（单位：米），Cu和Zn的含量单位为10-6。请将此批数据用Golden Software surfer软件画出Cu和Zn元素的含量等值线图，并在图上标出图名、图例、比例尺、采样点位置等。

三、实习作业

1.趋势面分析

（1）趋势图（显示在屏幕上或储存到文件中）

拟合优度C=

（2）异常图

①异常点数ND=

②手工画出异常点分布图

③异常解释评价：对异常进行分类、编号、并结合该区地质、地球化学和自然地理（地形、气候等）特征对背景值和异常的分布规律作出解释，指出该区找矿的远景地段。

2.两窗口移动平均趋势法

通过.surfer软件Grid菜单下Matrix Smooth命令和Math等命令来完成。

3.surfer软件直接成图

表5-1 某地土壤Au元素网格化数据表（单位：10-9）

13

表5-2 四川省白玉县有热沟地区土壤地球化学测量结果

1680 760 80 2031200 1280 91 143480 1020 91 1921680 770 80 2351200 1300 95 134480 1040 81 1581680 780 83 1741200 1320 101

119480 1080 71 1131680 790 86 245960 600 93 245480 1100 84 1811680 800 79 328960 620 81 257480 1120 92 1211680 820 79 510960 660 63 148480 1140 89 1281680 840 84 396960 680 77 204480 1160 85 92 1680 860 92 617960 700 91 483480 1200 81 1191680 880 75 701960 720 72 261480 1240 83 1051680 900 92 736960 740 75 250480 1280 86 1371680 920 100 828960 750 76 266480 1320 87 87 1680 940 82 357960 760 80 228240 640 93 3871680 960 84 188960 770 79 210240 680 89 4831680 980 78 150960 780 83 295240 720 85 2661680 1000 89 164960 790 81 310240 760 73 2601680 1020 104

140960 800 86 400240 800 93 2391680 1040 85 127960 820 114 292240 840 81 3001680 1060 83 106960 840 274 284240 880 102 150**** **** 91 120960 880 78 147240 900 98 175**** **** 75 135960 900 96 176240 920 72 1491680 1120 85 147960 920 89 320240 940 80 185**** **** 73 226960 940 85 248240 960 75 1221680 1160 75 165960 960 98 312240

980

80 2621680 1180 70 223960

980

89 358240 1000 88 73 1680 1200 68 183960 1000 93 175240 1020 92 1301440 600 79 176960 1020 83 213240 1040 70 1971440 620 80 129960 1040 87 291240 1080 81 1351440 640 67 106960 1060 79 213240 1120 119

1581440 660 84 842960 1080 79 210240 1160 83 2201440 680 70 665960 1100 93 291240 1200 88 1061440 720 69 310960 1120

82

195240 1240 94 92 1440 740

93

340960 1140 106

166240 1280

92

80

实习六回归分析在地球化学中的应用

一、实习目的

练习用逐步回归分析的方法研究化探各种指标之间的定量关系。

二、实习内容

四川某铂族元素矿区，该矿区内的基性、超基性岩浆岩具有明显的铂族元素矿化特征（表6—1），请用逐步回归分析方法，求出Pt含量与其它元素的回归方程。

表6—1 某矿区基性、超基性岩与铂族元素矿化有关的元素含量表

二、实习结果解释（写出回归方程）

实习七判别分析在地球化学中的应用

一、实习目的

练习用逐步判别分析方法来判断未知样品的归属。

二、实习内容

安徽某地的铁帽中，有些是已知有价值的，有些是已知无价值的。有些是属于未知铁帽。上述采样分析结果见表7-1，请用逐步判别分析方法对其中未知属性的铁帽作判别。

表7—1 安徽某地区铁帽化学成分表（单位：10-6）

三、实习作业

1.判错效果检验

判错频率= 判错概率=

=

F检验值= F的临界值F0

α

2.判别方程

3.未知样的判别归属