視電阻率平面圖異常數理統計論文

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1視電阻率數理統計方法

1.1視電阻率正態分布特征一般情況下，同一地層巖性單一，視電阻率值相近，因此視電阻率平面圖內順層視電阻率值的分布應滿足正態分布。正態分布由兩個參數μ和σ2組成，μ表示服從正態分布的隨機變量的均值，σ2表示此隨機變量的方差，σ表示標準差，標準差反映了數據的離散程度。在正常地層中，巖石的視電阻率值應與背景電阻率值相近，即非常接近均值，當出現異常時，視電阻率值會偏離正常值，數值相差越大，則表示異常越大。數理統計的異常劃分就是以此為基礎的。在正態分布常用的范圍中，μ-σ~μ+σ包含68.27%數據，反映了普遍特征，可代表常規地層背景電阻率值（圖1）。超過這個范圍則認為數值偏離正常值較大，可劃分為異常區。故一般把數據劃分為<μ-σ、μ-σ~μ+σ、>μ+σ三個級別。在有些地層，也可引入13σ以對異常劃分進一步細化，在-13σ~13σ包含有30%的數據。

1.2富水性地層的電阻率閾值為了使電法劃分的相對富水區與水文地質上的富水區相對應，使物探成果更好的應用于實際。依據不同地層的整體富水性，按視電阻率異常值劃分強中弱富水區。在水文地質上，依據鉆孔的單位涌水量，將含水層劃分為四個等級：弱富水性：q≤0.1L（/s·m)；中等富水性：0.1<q≤1L（/s·m)；強富水性：1<q≤5L（/s·m)；極強富水性：q>5L（/s·m)。（鉆孔單位涌水量以孔徑91mm，抽水水位降深10m為準）。電法勘探對低阻體反應靈敏的特性，強富水和極強富水在視電阻率平面圖上的表現均為明顯的低阻異常，故將其歸為一類，將富水性劃分為3個級別：強富水性、中等富水性、弱富水性。在進行富水性劃分時，首先依據其電阻率背景值確定地層的富水性，對于富水性不同的地層以不同的閾值進行富水區域劃分。對于整體富水性弱的地層，以視電阻率值>μ-13σ為弱富水區，μ-13σ~μ-σ為中等富水區，<μ-σ為強富水區。對于整體富水性中等的地層，以視電阻率值>μ+σ為弱富水區，μ-σ~μ+σ為中等富水區，<μ-σ為強富水區。對于整體富水性強的地層，以視電阻率值>μ+σ為弱富水區，μ+13σ~μ+σ為中等富水區，<μ+13σ為強富水區。視電阻率平面圖富水性劃分見表1。

2實例分析

2.1A1礦東部區強裂隙含水層富水性分區A1礦位于黑龍江省雙鴨山市，地勢平坦，地面標高+100m。主要地層由上到下為新生界新近系和第四系、白堊系穆棱組和城子河組、元古界麻山群。主要含水層有第四系孔隙含水層、白堊系強裂隙含水層和白堊系弱裂隙含水層，強弱裂隙含水層界限為深度160m。第四系孔隙含水層主要巖性為粗砂、細砂和砂質粘土，白堊系強裂隙和弱裂隙含水層主要巖性均為細砂巖和粉砂巖，強裂隙含水層的富水性較下層弱裂隙含水層強。因整體地層的巖性差異并不大，故視電阻率差異不明顯，但隨著深度的加深，地層的富水性逐漸減弱，視電阻率值相應升高。圖2為A1礦東部區強裂隙含水層富水性分區圖，左圖為不采用數理統計法，只依據經驗劃分出的相對富水異常區，右圖為依據本文提出的數理統計異常劃分標準劃分的富水區。A1礦東部區強裂隙含水層主要地層為白堊系穆棱組和城子河組，巖性變化不大，均以砂巖為主，視電阻率均值為189Ω·m，標準偏差值為92Ω·m，整體富水性弱。

在無異常劃分標準的情況下，只能依據整體的視電阻率分布特征，憑借經驗劃分相對富水區，富水區的范圍受人為影響較大（圖2左圖以60Ω·m作為劃分閾值）。依據經驗劃分的相對富水區僅能表示相對富水區范圍內的富水性較其他區域的富水性強，無法與水文地質上的強中弱富水區相對應，且劃分閾值判斷較為困難，準確度低。而采用本文異常劃分標準劃分富水區，既降低了劃分的難度，也提高了劃分的準確性，還能與水文地質劃分的富水區相對應。依據本文異常劃分標準，劃分視電阻率值<92Ω·m為強富水區，92Ω·m~158Ω·m為中等富水區，>158Ω·m為弱富水區，分別以藍、綠、紅填充見圖2。對比水文孔資料，SY13單位涌水量0.0724L（/s·m），SY14單位涌水量0.0346L（/s·m），SY15單位涌水量2.1669L/（s·m）。圖中SY14位于弱富水區，SY15位于強富水區，均與水文孔資料相吻合。而SY13孔單位涌水量值接近于中等和弱富水臨界值，富水性分區圖中位于中等富水區和弱富水區邊界處，這也反映出劃分位置較為準確。

2.2B1礦I區穆棱組裂隙含水層富水性分區B1礦位于黑龍江省雞西市，地表在海拔+190m～+300m之間。主要地層由上到下為新生界第四系沖積層、白堊系穆棱組和城子河組、元古界麻山群。第四系沖積層較薄，全區厚約20m，主要巖性為砂礫石。白堊系穆棱組和城子河組主要巖性均為砂巖。主要含水層有第四系孔隙含水層、穆棱組砂巖裂隙含水層、城子河組砂巖裂隙含水層。第四系孔隙含水層、白堊系穆棱組砂巖裂隙含水層和城子河組砂巖裂隙含水層主要巖性均為砂巖。因整體地層的巖性差異不大，故視電阻率差異不明顯。圖3為B1礦I區K1m含水層富水性分區圖，上圖為不采用數理統計異常劃分法，只依據經驗劃分出的相對富水異常區，下圖為依據本文提出的數理統計異常劃分標準劃分的富水區。在無異常劃分標準的情況下，只能依據整體的視電阻率分布特征，憑借經驗劃分相對富水區，富水區的范圍受人為影響大（圖3上圖以50Ω·m作為劃分閾值）。依據經驗劃分的相對富水區僅能表示相對富水區范圍內的富水性較其他區域的富水性強，無法與水文地質上的強中弱富水區相對應（如圖中無法區分出中等富水區和弱富水區，導致劃分的富水區和鉆孔抽水單位涌水量無法對應），而且較難確定劃分閾值，增加了解釋難度。B1礦I區穆棱組含水層主要巖性為砂巖，視電阻率均值為78Ω·m，標準偏差值為22Ω·m，整體富水性弱，依據本文異常劃分標準，劃分視電阻率值<56Ω·m為強富水區，56Ω·m~70Ω·m為中等富水區，>70Ω·m為弱富水區劃分富水區見圖3。由水文孔資料知，補1孔單位涌水量0.1484L（/s·m），補7單位涌水量0.0616L（/s·m）。圖中補1孔位于中等富水區，補7孔位于弱富水區，與水文孔資料相吻合。補1和補7單位涌水量均在中等富水和弱富水劃分界限0.1L（/s·m）附近，視電阻率平面圖中亦在中等富水區和弱富水區劃分界限兩側且相近，表明按本文劃分標準劃分的弱富水區和中等富水區較為準確。

3數理統計分析

為了驗證數理統計方法的有效性，收集了7個礦11個物探區內27個水文孔共34個層位抽水資料，根據不同層位不同電阻率閾值劃分富水區，共有32個層位與水文劃分的富水區相吻合，吻合度94.1%。分析2個不吻合孔，B1礦III區補水3孔位置人文干擾較為嚴重，數據質量差，致使出現異常。去除補水3孔，按照本文異常劃分劃分的富水區與水文劃分的富水區吻合度可達到97%，一致性較高。可見，采用數理統計的異常劃分原則劃分的物探富水區與水文孔資料的富水性吻合度高，表明在沒有已知水文資料的情況下，按照本文的異常劃分標準劃分的富水區基本準確。在有已知水文地質資料的情況下，適當的調整標準差系數，可提高富水性劃分的準確性。合的俯沖帶鉛范圍內，并且呈良好的線性關系；B區有三個點靠近于地幔源鉛，C區有一個點靠近于上地殼源鉛，且從圖中可以發現，鉛同位素以B區-索拉吉爾礦區-C區的順序，從地幔源鉛向上地殼源鉛進行演化。將鉛同位素圖解和鉛同位素分類圖解結果對比可發現，二者得到的結果一致，卡爾卻卡礦石鉛來源具有殼幔混合的特點，與造山運動有關。通過對A區的流體包裹體激光拉曼分析結果表明，流體包裹體氣相成分和富K、Na高鹽度流體來源應以巖漿來源為主。索拉吉爾銅鉬礦床輝鉬礦Re含量為（73791～98454）×10-9，與殼幔混合源巖漿礦床的輝鉬礦Re含量相近，也具有殼幔混合源的特征。

4結論

通過對卡爾卻卡礦石礦物的S、Pb同位素研究表明，卡爾卻卡B區和索拉吉爾礦區δ34S峰值集中在3‰～6‰，C區δ34S集中在8‰～10‰，反映了礦石中的硫總體具有巖漿硫的特征，即硫主要來源于深源巖漿，少量可能來自于灘間山群地層中。206Pb/204Pb為18.333～18.728，207Pb/204Pb為15.523～15.718，208Pb/204Pb為38.040～38.815，主要為造山帶地質背景下。結合前人研究成果與成礦的巖石地球化學特征，認為成礦物質來源于深源巖漿，同時也有殼源物質的混染，成礦物質具有殼幔混合的特點。

作者：朱學臣韓沙沙秦輛郭凱高建單位：黑龍江龍煤礦業控股集團有限責任公司中煤地質工程總公司上海分公司