CN111044709A - 一种砂岩型铀矿土壤氡数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于砂岩型铀矿找矿技术领域，具体涉及一种砂岩型铀矿土壤氡数据处理方法。本发明包括以下步骤：步骤1数据校正；步骤2数据处理；步骤3确定异常下限；步骤4根据异常下限绘制土壤氡气异常等值线图。本发明突出具有空间自似性的成份或反映与空间相关的地质现象，排除非自然或环境因素对土壤氡气观测值的影响，使圈定的土壤氡异常更加符合地质规律、更加准确。

Description

一种砂岩型铀矿土壤氡数据处理方法

技术领域

本发明属于砂岩型铀矿找矿技术领域，具体涉及一种砂岩型铀矿土壤氡数据处理方法。

背景技术

氡主要表现为非极性单原子分子，是一种无色、无味、无嗅的放射性惰性气体，一般不参加化学反应，这使其具有很强的扩散能力。自然界中的氡主要来自于镭的衰变，而镭又和铀有着密不可分的关系。砂岩型铀矿因其储量大、易于开采且对环境造成的负担较小日益受到重视。由于砂岩型铀矿的通透性较好，因此其衰变产生的氡气可以很好的散布于矿体周边的土壤中。通过对土壤中氡地球化学规律的研究可以很好的反映地下砂岩型铀矿化的分布特征。

由于任何地质特征不是完全独立反映在观测点上的，它还需要同时考虑相邻地区的影响，因此既要突出原始观测值对原点的主要贡献，同时也要满足周围测点对原点的影响。选择算数平均值作为平均土壤氡气值得方法是不恰当的，原因有两个：首先，假设样品分布是符合正态分布或者对数正态分布的，但许多数据并非如此，也没有任何优先的理由把土壤氡气原始测量数据当成正态分布。其次，数据中包含异常数值，其数值完全在其他测定数值的范围之外，这些异常数值会歪曲算数平均值。传统方法忽视数据自身空间的变化特征或者相关性，不能够有效地反映与空间相关的地质现象。

地球化学原始数据无论其分布形式如何，总存在某些单元上的个别数据偏离点群较远的情况，即某一点出现相对含量特高值，这种现象的出现可能是因为当时非自然或环境因素引起的“噪音”干扰，例如仪器自身存在误差，人类活动造成的“干扰”等非自然形成的原因；这种“高值”实际上属于“伪值”。针对这种“高值”干扰的情况，计算前需要进行高值剔除。而且剔除高值后还需要确定原始数据的异常值下限，才能合理的圈定出地球化学异常。传统的地球化学数据处理方法一般是对原始数据采用

迭代剔除高值，以及用

等数值来确定异常下限。这种数据处理方式仅考虑原始数据平均值

和标准差S之间简单的线性关系，忽视数据自身空间的变化特征或者相关性，不能够有效地反映与空间相关的地质现象。方法比较粗糙，理论上也存在缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种砂岩型铀矿土壤氡异常圈定的数据处理方法，该方法可以突出具有空间自似性的成份或反映与空间相关的地质现象，排除非自然或环境因素对土壤氡气观测值的影响，使圈定的土壤氡异常更加符合地质规律、更加准确。

实现本发明目的的技术方案：

一种砂岩型铀矿土壤氡气异常圈定的数据处理方法，包括以下步骤：步骤1数据校正；步骤2数据处理；步骤3确定异常下限；步骤4根据异常下限绘制土壤氡气异常等值线图。

所述的步骤1具体包括以下步骤：

步骤1.1在以某点为坐标原点的坐标系里，在四个象限和两个坐标轴中，各选一个距原点最近的测点，一共8个测点；

步骤1.2计算周围点对原点造成的影响Z_b0；

步骤1.3计算中心点处理后的值Z。

所述的步骤1.2具体包括以下步骤：

设步骤1.1取得的8个测点到原点的距离为r_i，对应的观测值为Z_i，由于距离越小的点对原点的影响越大，因此取距离r的倒数1/r作为权重；计算周围点对中心点的影响值Z_b0：

Z_b0＝∑Z_i/r_i÷∑1/r_i (1)。

所述的步骤1.3具体包括以下步骤：

设原始观测值对原点的影响系数为a＝0.66，周围测点对原点的影响系数为b＝1-a＝0.34，中心点原始观测值为Z₀，原始观测值对结果值的影响部分为Z_a，周围测点对结果值的影响部分为Z_b，则有：

Z＝Z_a+Z_b (2)

Z_a＝a×Z₀ (3)

Z_b＝b×Z_b0 (4)。

所述的步骤2具体包括以下步骤：

步骤2.1将土壤氡气测量数据由小到大排序；

步骤2.2计算土壤氡气测量数据的平均值

步骤2.3计算土壤氡气测量数据的标准差S；

步骤2.4计算概率误差p：p＝0.6745×S；

步骤2.5计算数据与平均值之差D_n：

步骤2.6计算D_n/p；

步骤2.7根据肖维纳系数表判定当D_n/p＞D＇/p＇时舍去；

步骤2.8重复步骤2.1-步骤2.7直至数据中不存在大于D＇/p＇的数据为止。

所述的步骤3具体包括以下步骤：

步骤3.1设土壤氡气值为{x_i}，i＝1,2,…，N；记N(r)＝∑x_i；即将土壤氡气测量值由小到大排列，对每一个测量值及其之后的值进行累加，得到N-1个N(r)值；

步骤3.2r值可以是任意一个土壤氡气值，不同的r值对应不同的Nr值；对N(r)和r分别取对数得到Log N(r)和Log r；

步骤3.3在Log r-Log N(r)坐标系中投点，用最小二乘法采用分段拟合求出多条直线段的斜率D的估计量，这些拟合的直线段的交点即为异常下限。

所述步骤4中，使用mapgis等绘图工具来绘制异常等值线图

本发明的有益技术效果在于：

该砂岩型铀矿土壤氡数据处理方法充分考虑了砂岩型铀矿地质特征和土壤氡气的运移规律。步骤(1)设置原始观测值对原点的影响占66％，周围测点对原点的影响占34％，符合地球化学常识以及氡气的运移规律。步骤(2)是要剔除砂岩型铀矿土壤氡气测量原始数据中的异常数值。排除了其他因素对土壤氡气的影响。步骤(3)是运用分形求和法来确定土壤氡气的异常下限。考虑了数据的几何特性和数据的频数与大小之间的尺度不变性。实际应用中能更加准确地突出异常特征。

附图说明

图1为本发明所提供的一种砂岩型铀矿土壤氡数据处理方法的总体流程图；

图2为图1中步骤1的具体流程图；

图3为图1中步骤2的具体流程图；

图4为图1中步骤3的具体流程图；

图5为步骤2数据处理结果；

图6为Log r-Log N(r)投点拟合图；

图7为那仁地区土壤氡等值线图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步详细说明。

以二连盆地中部那仁地区为例，

如图1-图4所示，本发明提供一种砂岩型铀矿土壤氡数据处理方法，该方法包括以下步骤：

通过对二连盆地中部那仁地区开展土壤氡气测量工作，工程布置为点距100m，线距500m，共取得1485个土壤氡气测点的原始数据。

步骤1、数据校正

步骤1.1、在以10号线9号(L10-9)点为坐标原点的坐标系里，在四个象限和两个坐标轴中，各选一个距原点最近的测点，一共8个测点；表1为数据分布示意表。

表1部分数据分布位置

	9号线	10号线	11号线
				8号点	399.6	2157.1	5994
9号点	1224.7	4699	4662
				10号点	1616.9	876.9	1616.9

步骤1.2、计算周围点对原点造成的影响Z_b0；

设步骤1.1取得的8个测点到原点的距离为r_i(r₁-r₈)，对应的观测值为Z_i(Z₁-Z₈)，由于距离越小的点对原点的影响越大，因此取距离r的倒数1/r作为权重。计算周围点对中心点的影响值Z_b0：

Z_b0＝∑Z_i/r_i÷∑1/r_i (1)

计算可得：Z_b0＝1917.93；

步骤1.3、计算中心点处理后的值Z；

设原始观测值对原点的影响系数为a＝0.66，周围测点对原点的影响系数为b＝1-a＝0.34，中心点原始观测值为Z₀，原始观测值对结果值的影响部分为Z_a，周围测点对结果值的影响部分为Z_b，则有：

Z＝Z_a+Z_b (2)

Z_a＝a×Z₀ (3)

Z_b＝b×Z_b0 (4)

计算可得：Z_b＝652.1，Z_a＝3101.34，Z＝3753.43，即校正后的值。同样用此方法对全区数据进行校正。步骤2、数据处理

步骤2.1、将土壤氡气测量数据由小到大排序；

步骤2.2、计算土壤氡气测量数据的平均值

经过计算氡气测量数据的平均值

为3479.13；

步骤2.3、计算土壤氡气测量数据的标准差S，标准差S为3006.97；

步骤2.4、计算概率误差p：p＝0.6745×S，概率误差p为2028.20；

步骤2.5、计算数据与平均值之差D_n：

步骤2.6、计算D_n/p；

步骤2.7、根据肖维纳系数表判定当D_n/p＞D＇/p＇时舍去，经查询肖维纳判定系数表得知D＇/p＇为3.6，因此将D_n/p＞3.6的数值舍去。应删除41个原始观测值。

步骤2.8、重复步骤2.1-步骤2.7直至数据中不存在大于D＇/p＇的数据为止，依照上述方法经过七次肖维纳判定后得到如图所示的剩余观测值1344个。

步骤3、异常下限的确定

步骤3.1、设土壤氡气值为{x_i}，i＝1,2,…，N；记N(r)＝∑x_i；即将土壤氡气测量值由小到大排列，对每一个测量值及其之后的值进行累加，得到N-1个N(r)值；将步骤(2)处理过后的1344个土壤氡气测量值由小到大排序，将每一个测量值与其后的所有测量值累加得到一个数据集N(r)，7067＜N(r_i)＜3713078，r_i表示所有土壤氡气测量值，64.38＜r_i＜7067。

步骤(3.2)r值可以是任意一个土壤氡气值，不同的r值对应不同的N(r)值；对N(r)和r分别取对数得到Log N(r)和Log r；分别对r和N(r)取对数得到数据集Log r和Log N(r)，其中1.80875＜Log r_i＜3.849235，3.849235＜Log N(r_i)＜6.569734。

步骤(3.3)在Log r-Log N(r)坐标系中投点，用最小二乘法采用分段拟合求出多条直线段的斜率D的估计量，这些拟合的直线段的交点即为异常下限；将数据集Log r和LogN(r)中的数投到对应的Log r-Log N(r)坐标系中，用最小二乘法拟合直线得到相应的直线方程如图6所示：

Log N(r)＝-0.1555Log r+7.0013 64.38≤r＜2593.7

R²＝0.783

Log N(r)＝-1.9077Log r+13.066 2593.7≤r＜6475

R²＝0.8577

Log N(r)＝-30.303Log r+121.04 6475≤r≤7067

R²＝0.7509

因此得到分维数为：

D1＝0.1555；

D2＝1.9077；

D3＝30.303；

通过解方程可知：

-0.1555Log r+7.0013＝-1.9077Log r+13.066

1.9077x-0.1555x＝13.066-7.0013

1.7522x＝6.0647

Log r＝3.46119，r＝2793.5

-1.9077Log r+13.066＝-30.303Log r+121.04

30.303x-1.9077x＝121.04-13.066

28.3953x＝107.974

Log r＝3.80253，r＝6364

界限点为r1＝2793.5，r2＝6364。

步骤(4)根据异常下限绘制土壤氡气异常等值线图

根据步骤(3)确定的界限点2793.5和6364，使用mapgis等绘图工具来绘制异常等值线图，如图7所示。

通过和已有铀矿工业孔对比发现，经过该方法处理过后的土壤氡气异常和工业孔位置比较吻合，同时推测在测区西部和北部高异常区成矿可能性较大。

Claims (7)

1.一种砂岩型铀矿土壤氡气异常圈定的数据处理方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)数据校正；步骤(2)数据处理；步骤(3)确定异常下限；步骤(4)根据异常下限绘制土壤氡气异常等值线图。

2.根据权利要求1所述的一种砂岩型铀矿土壤氡气异常圈定的数据处理方法，其特征在于：所述的步骤(1)具体包括以下步骤：

步骤(1.1)在以某点为坐标原点的坐标系里，在四个象限和两个坐标轴中，各选一个距原点最近的测点，一共8个测点；

步骤(1.2)计算周围点对原点造成的影响Z_b0；

步骤(1.3)计算中心点处理后的值Z。

3.根据权利要求2所述的一种砂岩型铀矿土壤氡气异常圈定的数据处理方法，其特征在于：所述的步骤(1.2)具体包括以下步骤：

设步骤(1.1)取得的8个测点到原点的距离为r_i，对应的观测值为Z_i，由于距离越小的点对原点的影响越大，因此取距离r的倒数1/r作为权重；计算周围点对中心点的影响值Z_b0：

Z_b0＝∑Z_i/r_i÷∑1/r_i (1)。

4.根据权利要求2所述的一种砂岩型铀矿土壤氡气异常圈定的数据处理方法，其特征在于：所述的步骤(1.3)具体包括以下步骤：

设原始观测值对原点的影响系数为a＝0.66，周围测点对原点的影响系数为b＝1-a＝0.34，中心点原始观测值为Z₀，原始观测值对结果值的影响部分为Z_a，周围测点对结果值的影响部分为Z_b，则有：

Z＝Z_a+Z_b (2)

Z_a＝a×Z₀ (3)

Z_b＝b×Z_b0 (4)。

5.根据权利要求2所述的一种砂岩型铀矿土壤氡气异常圈定的数据处理方法，其特征在于：所述的步骤(2)具体包括以下步骤：

步骤(2.1)将土壤氡气测量数据由小到大排序；

步骤(2.2)计算土壤氡气测量数据的平均值

；

步骤(2.3)计算土壤氡气测量数据的标准差S；

步骤(2.4)计算概率误差p：p＝0.6745×S；

步骤(2.5)计算数据与平均值之差D_n：

；

步骤(2.6)计算D_n/p；

步骤(2.7)根据肖维纳系数表判定当D_n/p＞D＇/p＇时舍去；

步骤(2.8)重复步骤(2.1)-步骤(2.7)直至数据中不存在大于D＇/p＇的数据为止。

6.根据权利要求5所述的一种砂岩型铀矿土壤氡气异常圈定的数据处理方法，其特征在于：所述的步骤(3)具体包括以下步骤：

步骤(3.1)设土壤氡气值为{x_i}，i＝1,2,…，N；记N(r)＝∑x_i；即将土壤氡气测量值由小到大排列，对每一个测量值及其之后的值进行累加，得到N-1个N(r)值；

步骤(3.2)r值可以是任意一个土壤氡气值，不同的r值对应不同的N(r)值；对N(r)和r分别取对数得到Log N(r)和Log r；

步骤(3.3)在Log r-Log N(r)坐标系中投点，用最小二乘法采用分段拟合求出多条直线段的斜率D的估计量，这些拟合的直线段的交点即为异常下限。

7.根据权利要求6所述的一种砂岩型铀矿土壤氡气异常圈定的数据处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中，使用mapgis等绘图工具来绘制异常等值线图。

Images