海洋表層沉積物元素地球化學(xué)數(shù)據(jù)處理分析及綜合信息評價技術(shù)——以渤海為例.pdf

1、海洋表層沉積物元素地球化學(xué)是資源環(huán)境研究的主要內(nèi)容，是探索海底資源環(huán)境的重要科學(xué)手段。本文基于數(shù)學(xué)地質(zhì)方法和信息處理分析原理，從方法論角度，結(jié)合渤海表層沉積物元素地球化學(xué)環(huán)境評價工作，對元素地球化學(xué)數(shù)據(jù)處理分析的相關(guān)技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行探討，提出一套適合海洋表層沉積物元素地球化學(xué)環(huán)境評價工作的數(shù)據(jù)信息處理分析的系統(tǒng)方法。
　　 提出數(shù)據(jù)平差方法，分析多種方法的優(yōu)劣，并結(jié)合渤海實驗區(qū)，給出實際應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)化方法能夠消除“多源數(shù)據(jù)系統(tǒng)誤差”差

2、異，能將存在差異的數(shù)據(jù)統(tǒng)一到一個圖幅，但該方法僅能夠反映樣品變量的分布變化情況，忽略了元素含量的真實水平；鄰近點(diǎn)對法在縮小系統(tǒng)誤差間距的同時將數(shù)據(jù)校正到更加合理的評定范圍，保留了元素的實際含量水平。本文利用鄰近點(diǎn)對法對渤海多來源表層沉積物地球化學(xué)常量元素以及微量元素進(jìn)行平差處理。
　　 引入Kriging、CoKriging方法模型，對該方法模型的構(gòu)建、變差函數(shù)模擬及使用方法進(jìn)行了系統(tǒng)解析。計算了Ni矛Co及Fe和粒度參數(shù)的實驗

3、變差函數(shù)，并進(jìn)行理論擬合，提取變差函數(shù)參數(shù)和交叉變差函數(shù)參數(shù)；利用變差函數(shù)所反映的元素空間自相關(guān)性和協(xié)相關(guān)性，判斷出Ni、Co和Fe、粒度不但擁有顯著統(tǒng)計相關(guān)性，而且也具有明顯的空間相關(guān)性，變差函數(shù)模擬結(jié)果顯示這些參數(shù)均受北北東向構(gòu)造格架控制。利用CoKriging對邊界效應(yīng)數(shù)據(jù)和稀疏數(shù)據(jù)的插值效果進(jìn)行實驗，結(jié)果表明，該方法在邊界缺失數(shù)據(jù)信息的情況下，利用次變量協(xié)同插值能夠減小估計誤差，提高插值效果；在數(shù)據(jù)信息點(diǎn)稀疏的情況下，同樣能夠減

4、小估計誤差，提高插值效果。另外，本文還給出基于ArcGIS平臺的Kriging和CoKriging應(yīng)用方法。
　　 系統(tǒng)介紹分形、突變邊界、匯流累積、移動平均等異常劃分方法，并對渤海地球化學(xué)元素進(jìn)行異常劃分。應(yīng)用結(jié)果表明，分形方法從地球化學(xué)場的空間自相似性出發(fā)，劃定異常下限的同時，可以將研究區(qū)域劃分出不同異常區(qū)域和異常等級；匯流累積法在圈定異常面積較小的同時保證異常區(qū)域羅列的全面，可以突出弱異常，且在高值聚集區(qū)域突出了較高值區(qū)域

5、和線性特征；突變邊界法劃分的異常與移動平均法劃分的異常區(qū)域較相似，移動平均法使用時人為因素較多，突變邊界法比移動平均法更客觀，劃分的異常界限也較細(xì)致些。
　　 引入多元信息綜合分析方法，將地球化學(xué)元素信息圖層以及異常分布圖層與構(gòu)造、地形、地貌、重力異常、磁力異常等信息圖層進(jìn)行疊加和相關(guān)分析，分析及解算結(jié)果表明：(1)空間異常的不同提取方法可以互相彌補(bǔ)，不同的異常提取方法，可能會指示不同的地質(zhì)環(huán)境背景；(2)異常場的空間展布與其他

6、綜合信息的關(guān)聯(lián)，可以提供更多的環(huán)境信息；(3)由Zn為代表的地球化學(xué)元素異常分布，表層沉積物粒度線性異常分布，水深線性異常分布以及渤海構(gòu)造環(huán)境特征等之間存在著或強(qiáng)或弱的相關(guān)關(guān)系；(4)Zn異常主要受控因素為表層沉積物粒度，其次為重力異常信息，呈弱貢獻(xiàn)關(guān)系。在不同的目標(biāo)域，粒度與Zn的相關(guān)程度，以及線性模型模擬的精度不同，在渤海中部的石油盆地內(nèi)，粒度明顯為主控變量，與Zn含量強(qiáng)相關(guān)，且線性模型模擬結(jié)果與實際分布高度相近，模擬精度較高，相似