• 中国出版政府奖提名奖

    中国百强科技报刊

    湖北出版政府奖

    中国高校百佳科技期刊

    中国最美期刊

    留言板

    尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

    姓名
    邮箱
    手机号码
    标题
    留言内容
    验证码

    矿源层地球化学元素在黄土盖层中纵向分布的趋势提取与应用

    徐德义 裴宏伟 刘宁强 袁兆宪 杨玠 谢淑云 成秋明

    徐德义, 裴宏伟, 刘宁强, 袁兆宪, 杨玠, 谢淑云, 成秋明, 2012. 矿源层地球化学元素在黄土盖层中纵向分布的趋势提取与应用. 地球科学, 37(6): 1133-1139. doi: 10.3799/dqkx.2012.120
    引用本文: 徐德义, 裴宏伟, 刘宁强, 袁兆宪, 杨玠, 谢淑云, 成秋明, 2012. 矿源层地球化学元素在黄土盖层中纵向分布的趋势提取与应用. 地球科学, 37(6): 1133-1139. doi: 10.3799/dqkx.2012.120
    XU De-yi, PEI Hong-wei, LIU Ning-qiang, YUAN Zhao-xian, YANG Jie, XIE Shu-yun, CHENG Qiu-ming, 2012. Extraction and Applications of the Long-Term Vertical Distribution Trends of Geochemical Elements in the Loess Cover. Earth Science, 37(6): 1133-1139. doi: 10.3799/dqkx.2012.120
    Citation: XU De-yi, PEI Hong-wei, LIU Ning-qiang, YUAN Zhao-xian, YANG Jie, XIE Shu-yun, CHENG Qiu-ming, 2012. Extraction and Applications of the Long-Term Vertical Distribution Trends of Geochemical Elements in the Loess Cover. Earth Science, 37(6): 1133-1139. doi: 10.3799/dqkx.2012.120

    矿源层地球化学元素在黄土盖层中纵向分布的趋势提取与应用

    doi: 10.3799/dqkx.2012.120
    基金项目: 

    国家自然科学基金 40972205

    国家自然科学基金 41272362

    中国地调局项目 1212010633910

    中国地调局项目 1212011121101

    “863”项目 2009AA06Z110

    详细信息
      作者简介:

      徐德义(1964-),博士,教授,研究方向为数学地质、应用统计.E-mail:xdy@cug.edu.cn

      通讯作者:

      成秋明,E-mail:qiuming@cug.edu.cn

    • 中图分类号: P595

    Extraction and Applications of the Long-Term Vertical Distribution Trends of Geochemical Elements in the Loess Cover

    • 摘要: 在内蒙草原覆盖区迪彦钦阿木Mo-Ag矿床长度为106.5 m黄土覆盖层垂直岩心上等间距顺序取样106个,用Niton XL3t X-荧光仪测得每个样本的33个元素的含量.在正态性检验的基础上,用Kendallτ相关系数分析了元素含量与深度的相关性,得出黄土覆盖层中Mo、S、W、Te、Fe、Cu、Ni、Mn、Sb、Rb、Cs、Sn、Zn、Ti、V、Pb、Th、As这18种元素含量与离开矿源的距离具有显著相关性;用HP滤波法分离出这18种元素含量空间序列的长期趋势,并用变量聚类分析法对长期趋势进行了分类;用因子分析法得到了迪彦钦阿木矿床Mo-W成矿因子和Pb-Zn成矿因子,并模拟得到Mo-W成矿因子的指数分布模式.本文的研究思路与结论可为覆盖区表层地球化学异常对矿产预测的指示作用研究提供借鉴.

       

    • 图  1  18个元素纵向分布散点图(a)和HP滤波得到的元素含量纵向长期趋势图(b)

      横坐标为元素含量,规范化到[0,1]区间;纵坐标自下而上是离开矿源层的距离

      Fig.  1.  Scatter plot of the contents of 18 elements against vertical depth (a) and the long-term trend plot of the contents of the 18 elements from HP filtering (b)

      图  2  元素分布趋势分类谱系

      Fig.  2.  Hierarchical plot of the long-term distribution trend of the elements

      图  3  成矿因子载荷柱状图

      Fig.  3.  Loadings of ore-forming factors

      图  4  因子得分及拟合曲线

      虚线为因子得分,实线为拟合曲线;横坐标为深度,纵坐标为因子的含量;a.深度范围为[0, 106]的因子一得分及拟合曲线;b.分[0, 68.5]和[68.5, 106]两段拟合的因子一得分及拟合曲线;c.因子二得分及拟合曲线

      Fig.  4.  Scoring and fitted curves

      表  1  描述性统计分析、正态性检验和相关性分析

      Table  1.   Descriptive analysis, normality test and correlation analysis

      描述统计 正态性检验 相关性检验
      元素 均值 标准差 SW统计量 显著性p Kendallτ 显著性p 相关性
      Mo 16.62 47.03 0.406 <0.001 0.586 <0.000 1 相关
      S 674.98 1 275.00 0.500 <0.001 0.170 0.009 9 相关
      K 20 865.00 4 887.00 0.864 <0.001 0.033 0.617 0 不相关
      Fe 24 756.00 12 997.00 0.261 <0.001 0.411 <0.000 1 相关
      Zn 177.04 305.45 0.468 <0.001 0.423 <0.000 1 相关
      Pb 36.95 42.62 0.744 <0.001 0.298 <0.000 1 相关
      Au 0.27 0.95 0.299 <0.001 0.142 0.071 2 不相关
      Ca 17 326.00 11 254.00 0.926 <0.001 -0.034 0.605 9 不相关
      Ti 3 269.00 1 079.00 0.948 0.004 0.212 0.001 3 相关
      Mn 1 459.00 3 495.00 0.245 <0.001 0.514 <0.000 1 相关
      W 14.28 30.19 0.550 <0.001 -0.134 0.397 0 不相关
      Cu 37.59 22.64 0.929 <0.001 0.492 <0.0001 相关
      Sc 16.89 27.86 0.659 <0.001 0.084 0.247 6 不相关
      V 55.63 36.41 0.953 <0.001 0.198 0.002 7 相关
      Zr 283.89 71.06 0.980 0.106 0.116 0.075 5 不相关
      Sr 182.82 97.41 0.837 <0.001 -0.021 0.575 7 不相关
      U 1.03 2.47 0.467 <0.001 -0.030 0.757 6 不相关
      Rb 115.03 63.87 0.738 <0.001 0.400 <0.000 1 相关
      Th 13.28 6.77 0.714 <0.001 0.207 0.001 6 相关
      As 10.38 7.99 0.913 <0.001 0.107 0.103 0 不相关
      Hg 0.20 0.78 0.273 <0.001 0.052 0.542 0 不相关
      Ni 80.38 24.29 0.868 <0.001 0.345 <0.000 1 相关
      Co 34.20 68.69 0.555 <0.001 -0.047 0.577 0 不相关
      Cr 0.76 4.92 0.145 <0.001 -0.325 0.244 0 不相关
      Ba 577.96 158.02 0.882 <0.001 0.098 0.136 0 不相关
      Cs 66.56 30.12 0.859 <0.001 0.209 0.001 4 相关
      Te 37.75 39.18 0.851 <0.001 0.135 0.045 5 相关
      Sb 14.53 20.40 0.740 <0.001 0.163 0.021 0 相关
      Sn 15.12 20.15 0.765 <0.001 0.343 <0.000 1 相关
      Cd 0.68 2.89 0.250 <0.001 0.094 0.232 2 不相关
      Pd 0.18 1.12 0.158 <0.001 0.027 0.732 0 不相关
      下载: 导出CSV

      表  2  成矿因子

      Table  2.   Ore-forming factors

      Mo Cs S Te Sn W Rb Cu Fe Ni Mn Sb Th Zn As V Ti Pb Ω
      F1 0.974 0.970 0.956 0.955 0.942 0.894 0.882 0.857 0.811 0.732 0.725 0.651 -0.268 0.228 -0.210 0.542 0.656 0.014 0.661
      F2 -0.206 0.131 -0.293 -0.057 0.082 -0.024 0.191 0.442 0.585 0.665 0.404 0.485 0.891 0.808 0.784 0.759 0.695 0.614 0.997
      注:Ω是因子的累计方差贡献率,第1个因子F1方差贡献率为66.1%;前2个因子的累计方差贡献率为99.7%.
      下载: 导出CSV
    • Ahumada, H., Garegnani, M.L., 1999. Hodrick-prescott filter in practice. Economia, 45(3): 61-76.
      Allègre, C.J., Minster, J.F., 1978. Quantitative models of trace element behavior in magmatic processes. Earth and Plantary Science Letters, 38(1): 1-25. doi: 10.1016/0012-821X(78)90123-1
      Anand, R.R., Paine, M., 2002. Regolith geology of the Yilgarn Craton, western Australia: implications for exploration. Australian Journal of Earth Sciences, 49(1): 3-162. doi: 10.1046/j.1440-0952.2002.009.12.x
      Basu, A., Molinaroli, E., 1994. Toxic metals in Venice lagoon sediments: model, observation, and possible removal. Environmental Geology, 24(3): 203-216. doi: 10.1007/BF00766890
      Cameron, E.M., Hamilton, S.M., Leybourne, M.I., et al., 2004. Finding deeply buried deposits using geochemistry. Geochemistry: Exploration, Environment, Analysis, 4(1): 7-32. doi: 10.1144/1467-7873/03-019
      Cheng, Q.M., 2012. Singularity theory and methods for mapping geochemical anomalies caused by buried sources and for predicting undiscovered mineral deposits in covered areas. Journal of Geochemical Exploration(in press). http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0375674212001318
      Cheng, Q.M., Xia, Q.L., 2011. Thoughts and practice for the integrated assessment of mineral resources in covered areas. Mineral Journal, (S1): 755-756 (in Chinese with English abstract).
      Hodrick, R.J., Prescott, E.C., 1997. Postwar U.S. business cycles: an empirical investigation. Journal of Money, Credit and Banking, 29(1): 1-16. doi: 10.2307/2953682
      Hu, K., Peng, S., Zhang, S.T., 2010. Numerical simulation of contaminant transport problems in soil environment. Chinese Journal of Environmental Engineering, 4(7): 1660-1663 (in Chinese with English abstract).
      Jin, Z.G., Xiang, X.L., Huang, Z.L., et al., 2011. Research on the element migration in bauxite deposit at Wuchuan Wachang in Guizhou north plain. Geology and Exploration, 47(6): 957-966 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-DZKT201106004.htm
      Liu, D.S., 1965. Chinese loess. Science Press, Beijing (in Chinese).
      Nie, X.L., Hou, W.R., 2010. The discovery of the Diyanqinamu large Mo-Ag deposit in Inner Mongolia and its geology significance. Acta Geoscientica Sinica, 31(3): 469-472 (in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-DQXB201003026.htm
      Ravn, M.O., Uhlig, H., 2002. On adjusting the Hodrick-Prescott filter for the frequency of observations. The Review of Economics and Statistics, 84(2): 371-376. doi: 10.1162/003465302317411604
      Ruan, X.L., Zhang, G.L., Zhao, Y.G., et al., 2006. The distribution characteristics and migration rate of heavy metals in the soil based on high density sampling. Environmental Science, 27(5): 1020-1025(in Chinese with English abstract).
      Shapiro, S.S., Wilk, M.B., 1965. An analysis of variance test for normality (complete samples). Biometrika, 52(3-4): 591-611. doi: 10.1093/biomet/52.3-4.591
      Tyler, G., 2004. Vertical distribution of major, minor, and rare elements in a Haplic Podzol. Geoderma, 119(3-4): 277-290. doi: 10.1016/j.geoderma.2003.08.005
      Wakelin, S., Anand, R.R., Macfarlane, C., et al., 2012. Assessing microbiological surface expression over an overburden-covered VMS deposit. Journal of Geochemical Exploration, 112: 262-271. doi: 10.1016/j.gexplo.2011.09.005
      Wang, X.Q., 2005. Conceptual model of deep-penetrating geochemical migration. Geological Bulletin of China, 24(10-11): 892-896 (in Chinese with English abstract). http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-ZQYD2005Z1004.htm
      Xie, X.J., Wang, X.Q., 2003. Progress in deep-penetrating geochemistry. Earth Science Frontier, 10(1): 225-238(in Chinese with English abstract). http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-DXQY200301041.htm
      Zhang, S., Xiong, X.L., Seward, T.M., 2009. The migration of ore forming elements in gaseous phase and experimental studies. Earth Science Frontier, 16(1): 68-74 (in Chinese with English abstract).
      成秋明, 夏庆霖, 2011. 覆盖区矿产综合预测思路与实践. 矿物学报, (S1): 755-756. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KWXB2011S1397.htm
      胡舸, 彭帅, 张胜涛, 2010. 土壤环境下污染物运移问题的数值模拟研究. 环境工程学报, 4(7): 1660-1663. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJJZ201007043.htm
      金中国, 向贤礼, 黄智龙, 等, 2011. 黔北务川瓦厂坪铝土矿床元素迁移规律研究. 地质与勘探, 47(6): 957-966. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKT201106004.htm
      刘东生, 1965. 中国的黄土堆积. 北京: 科学出版社.
      聂秀兰, 侯万荣, 2010. 内蒙古迪彦钦阿木大型钼-银矿床的发现及地质意义. 地球学报, 31(3): 469-472. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXB201003026.htm
      阮心玲, 张甘霖, 赵玉国, 等, 2006. 基于高密度采样的土壤重金属分布特征及迁移速率. 环境科学, 27(5): 1020-1025. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJKZ200605036.htm
      王学求, 2005. 深穿透地球化学迁移模型. 地质通报, 24(10-11): 892-896. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZQYD2005Z1004.htm
      谢学锦, 王学求, 2003. 深穿透地球化学新进展. 地学前缘, 10(1): 225-238. doi: 10.3321/j.issn:1005-2321.2003.01.027
      张生, 熊小林, Seward, T.M., 2009. 成矿元素的气相迁移与实验研究. 地学前缘, 16(1): 68-74. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXQY200901014.htm
    • 加载中
    图(4) / 表(2)
    计量
    • 文章访问数:  585
    • HTML全文浏览量:  523
    • PDF下载量:  11
    • 被引次数: 0
    出版历程
    • 收稿日期:  2012-07-19
    • 网络出版日期:  2021-11-09
    • 刊出日期:  2012-06-15

    目录

      /

      返回文章
      返回