地質(zhì)統計學(xué)在微量元素化學(xué)分析中的應用研究

　　地質(zhì)統計學(xué)是20世紀60年代興起的一門(mén)數學(xué)地質(zhì)學(xué)科分支，以下是小編搜集整理的一篇探究微量元素化學(xué)分析的論文范文，供大家閱讀參考。

　　摘 要：本文介紹了地質(zhì)統計學(xué)在微量元素化學(xué)分析中的基本應用方法，結合具體的礦山巖石數據，用R型聚類(lèi)方法對樣品進(jìn)行分類(lèi)，對幾種礦物的成礦規律進(jìn)行了討論和解釋。通過(guò)研究，認為地質(zhì)統計學(xué)方法在地球化學(xué)領(lǐng)域的數據分析結果對礦產(chǎn)勘探、礦山設計和開(kāi)采都具有實(shí)際的參考價(jià)值。

　　關(guān)鍵詞：地質(zhì)統計學(xué) 微量元素化學(xué)分析 應用研究

　　微量元素地球化學(xué)是半個(gè)世紀以來(lái)迅速發(fā)展和廣泛應用的地球化學(xué)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(guò)程中微量元素分配演化的定量模型得以實(shí)現，也使得微量元素化學(xué)分析被系統地應用于解決各類(lèi)地質(zhì)問(wèn)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(xué)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(guān)、宏觀(guān)同時(shí)發(fā)展，經(jīng)常需要對地球化學(xué)中的主量元素、稀土配分、微量元素等進(jìn)行定量化學(xué)研究和數據分析，此時(shí)，一些相關(guān)的地質(zhì)統計方法就變得非常重要和實(shí)用。在微量元素化學(xué)分析中，地質(zhì)統計學(xué)的各類(lèi)統計方法作為對地質(zhì)客觀(guān)現象相關(guān)數據進(jìn)行定量分析的重要工具，提供了諸多有效的數據分析途徑。應用地質(zhì)統計學(xué)對微量元素化學(xué)分析進(jìn)行處理，能為研究工作取得客觀(guān)成果提供科學(xué)的定量依據。

　　1 地質(zhì)統計學(xué)與微量元素化學(xué)分析相關(guān)理論知識簡(jiǎn)述

　　1.1 地質(zhì)統計學(xué)

　　地質(zhì)統計學(xué)是20世紀60年代興起的一門(mén)數學(xué)地質(zhì)學(xué)科分支，它的出現始于解決礦產(chǎn)普查勘探、礦山開(kāi)發(fā)設計以及礦山開(kāi)采整個(gè)過(guò)程中各種儲量計算和生產(chǎn)誤差估計問(wèn)題。后來(lái)，地質(zhì)統計學(xué)逐漸在油氣勘探開(kāi)發(fā)、采礦、水文以及環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域中得到廣泛應用。近年來(lái)，地質(zhì)統計學(xué)作為一門(mén)新興的科學(xué)，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(shí)用性受到地質(zhì)學(xué)家的高度重視。

　　1.2 微量元素化學(xué)分析

　　微量元素化學(xué)分析是地球化學(xué)的分支學(xué)科，主要研究自然物質(zhì)和自然體系中微量元素的分布規律、存在形式、活動(dòng)特點(diǎn)、控制因素及其地球化學(xué)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(gè)體系中它可能是微量元素，但在另一個(gè)體系中卻可能是常量元素。

　　1.3 地質(zhì)統計學(xué)在地球化學(xué)領(lǐng)域的應用現狀

　　近幾十年年來(lái)，地質(zhì)統計學(xué)對地球化學(xué)的相關(guān)研究中起到了極大的輔助和推進(jìn)作用。應用地質(zhì)統計學(xué)相關(guān)統計方法能夠將大規模原始地球化學(xué)數據群體中隱藏的重要信息提煉和挖掘出來(lái)，進(jìn)行分類(lèi)和解釋?zhuān)�繼而被廣泛地應用在地質(zhì)找礦、科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域。在地球化學(xué)中主量元素、微量元素、稀土配分化學(xué)分析等領(lǐng)域的研究中，豐富的地質(zhì)統計學(xué)方法對圈定和評價(jià)地球化學(xué)異常、提取地球化學(xué)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)統計學(xué)在微量元素化學(xué)分析中的應用研究。

　　2 地質(zhì)統計學(xué)在微量元素化學(xué)分析中的應用研究

　　2.1 方法討論

　　聚類(lèi)分析是通過(guò)某種距離的測算將數據對象的集合分為類(lèi)似的對象組所形成的若干個(gè)類(lèi)，其中運用到了降維思想，在對樣品和指標進(jìn)行分類(lèi)，采用物以類(lèi)聚的原理進(jìn)行的一種多元統計分析方法。在地質(zhì)找礦領(lǐng)域，聚類(lèi)分析是研究元素在成礦活動(dòng)中地球化學(xué)行為相似程度的一種有效方法，一般從數字分類(lèi)角度進(jìn)行分析。對于這種方法的運用，我們可以借鑒現有的成果和理論進(jìn)行分析和應用。R型聚類(lèi)分析是聚類(lèi)分析方法的一種，原理是以變量之間的相似程度為基礎，將變量分成不同級別的類(lèi)。R型聚類(lèi)分析是研究成礦活動(dòng)中地球化學(xué)微量元素行為相似度的一種有效方法。通過(guò)對某些礦石或巖樣的微量元素數據進(jìn)行R型聚類(lèi)分析，可以得出元素組合特征并將其分類(lèi)，對元素之間的親疏關(guān)系進(jìn)行判定，進(jìn)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(wèn)題的研究提供判斷依據。

　　2.2 案例研究

　　通過(guò)對高松山礦區內巖礦石樣品的微量元素數據進(jìn)行R型聚類(lèi)分析后，可以得到圖1中顯示的分類(lèi)的結果，即，在相似水平的相關(guān)系數等于15時(shí)，可以把微量元素分成7個(gè)類(lèi)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(gè)類(lèi)別之間沒(méi)有顯著(zhù)的相關(guān)性，說(shuō)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(zhù)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(shí)它們聚成了一類(lèi)，相關(guān)性比較強，同時(shí)Sb、As、Pb和它們之間都存在相關(guān)性，說(shuō)明Au、Ag、As、Sb、Pb、Mo之間具有親緣關(guān)系，預示著(zhù)伴隨著(zhù)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作為礦區找金的近程指示元素。

　　3 結論

　　本文采用地質(zhì)統計學(xué)中一類(lèi)常用方法，R型聚類(lèi)方法對高松山礦區的銅多金屬礦進(jìn)行了微量元素組合上的分析研究。統計分析結果使我們對高松山金礦床巖礦石微量元素的數據結構的特點(diǎn)有了清楚的認識。各元素組合具有疊加出現的特征，表明礦床成礦具有多期多階段或成礦物質(zhì)多來(lái)源的特征。分析結果表明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)統計學(xué)在地球化學(xué)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(lèi)似的統計方法對不同類(lèi)數據的分析是進(jìn)一步拓展地質(zhì)統計學(xué)在地質(zhì)科學(xué)中應用性的前進(jìn)方向。

　　參考文獻

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