数据处理及编图方法过程

地球化学数据整理及编图的具体工作流程见图6。

图6　地球化学数据处理流程图

（1）数据收集引用范围。

武当－桐柏－大别成矿带除江汉平原、南阳盆地等第四系厚覆盖区外，均已开展1∶20万水系沉积物测量，实际控制面积达9．74×104km2，约占成矿带总面积（12．18×104km2）的80%（图7）。主要涉及湖北、河南、安徽、陕西四省内的29个1∶20万图幅，共有组合样点分析数据26 163个，为更好地了解成矿带及其外围地球化学场的变化情况，此次编图时以成矿带边界为准向外围扩展50km，作为此次地球化学图的编图范围，成图后裁切，实际引用数据38 922个，详见表2。

图7　武当－桐柏－大别成矿带1∶20万水系沉积物测量图幅及数据点分布图

表2　武当－桐柏－大别成矿带1∶20万数据情况汇总表

注：省外部分数据系指各省实际工作中向周边省际线外扩展测量的数据点。

（2）成矿带地球化学图的编图比例尺为1∶50万。数据网格化在MapGIS6．7数字高程模型系统中完成，采用距离幂函数反比加权网格化方法，距离幂指数2，所有元素数据网格化间距统一为4mm×4mm，间距与1∶20万化探组合样品点2km×2km的网度相当；网格化时数据处理搜索半径为10mm，相当于实际四个方向上的5km范围。

（3）空间滤波方能消除区域化探数据的偶然性变化等引起的离群值或背景不均匀性变化。中值滤波是基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性数据处理技术，其基本原理是把数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，让其更加接近真实值，从而消除孤立的噪声点。本次成矿带地球化学编图，应用MapGIS6．7高程库管理模块，对所有元素的原始数字高程模型进行了中值低通滤波的预处理，统计窗口为3×3（6km×6km）。

（4）区域地球化学数据受地球化学景观、采样介质、分析手段的影响，不可避免地会产生系统误差，尤其是区域性的化探数据，由多家分析单位参与分析测试工作，这种误差往往更为突出。武当－桐柏－大别成矿带地处湖北、河南、安徽、陕西等省交界地带，武当山、桐柏山、大别山脉为四省的天然分界线，南北气候差异明显，高山、低山、丘陵和盆地地貌均有，地球化学景观多变。区内化探数据共涉及29个1∶20万图幅，在进行正式的数据处理与地球化学图编制之前，有必要对各元素经滤波后的数字高程模型进行检查，对有明显系统误差的部分进行校正处理，使数据能更好地反映地质现象和矿产信息。

经多次反复检查并与成矿带区域地质矿产图对比研究，发现区内省际间部分元素分析数据系统误差明显，部分图幅的个别元素也存在含量偏差。

省际间系统误差校正：省际间系统误差产生的原因是多方面的，其最大可能是各省分析条件的不一致。省际系统误差的消除是在全面分析省际重复采样区内数据的基础上，以成矿带内面积最大的湖北省数据为基准，采用加减中值对数偏差的方法进行校正，校正参数见表3。

表3　武当－桐柏－大别成矿带1∶20万数据省际间校正参数表

续表3

注：单位（ωB）Ag、Au、Cd、Hg为10－9，其他元素为10－6，氧化物为%。

计算公式：lgX＝lgX0－ΔlgC

式中：X为校正后数据；X0为原始数据；ΔlgC为省际间中值对数偏差（据省际间重复数据点统计后计算确定）。

经对数偏差法校正后所有元素的省际间系统误差均得到消除，图面上省间台阶基本消失，校正的效果较好，参见图8～图10，满足编图要求。

图8　银省际间系统误差校正前后对比图

图9　钼省际间系统误差校正前后对比图

图10　镉省际间系统误差校正前后对比图

部分图幅系统误差处理：在省际间数据校正基础上，经多次反复检查并结合成矿带区域地质矿产图、20万接图表及自然地理（地球化学景观）对比研究，对在1∶20万图幅间有明显的系统分析误差的Au、Bi、Mo、Y 4个元素进行了部分图幅的数据校正处理。

计算方法1：Vai＝AVi＋B

式中：Vai为校正后数据；A为校正系数；Vi为原始数据；B为校正常数。

计算方法2：lgX＝lgX0－ΔlgC

式中：X为校正后数据；X0为原始数据；ΔlgC为图幅间中值对数偏差。

具体校正参数见表4。

表4　武当－桐柏－大别成矿带部分元素数据图幅间校正参数表

图幅间系统误差校正前后地球化学图对比见图11所示。

图11　图幅间系统误差消除前后对比（钼地球化学图局部）

（5）成矿带内各元素特征值统计和直方图制作在数字地质填图系统（MeMapGIS2．0）中完成。地球化学特征参数分全区、不同地层岩浆岩单元、不同构造单元分别统计，包括样本数、简单算术平均数、加权算术平均数、几何平均数、中位数、众数（分布特征）；最大值和最小值、极差、平均离差、离差平方和、方差、标准差、变差系数（离散程度）；偏度、峰度（分布形态）等。

统计单元划分：据成矿带内地层（岩浆岩）的出露情况，将区内地层单位归并为28个不同地层和岩浆岩单元（表5）；据中国大地构造单元划分（潘桂棠等，2009），武当－桐柏－大别成矿带分为11个三级构造单元，如图5所示，其主体由秦岭弧盆系（Ⅳ－10）的宽坪弧后盆地（Ⅳ－10－1）、北秦岭（二郎坪）岩浆弧（Ⅳ－10－2）、中秦岭陆缘盆地（Ⅳ－10－4）、西倾山－南秦岭陆缘裂谷带（Ⅳ－10－6）、武当陆缘裂谷（Ⅳ－10－7）和大别－苏鲁地块（Ⅳ－11）的大别高压—超高压变质岩系折返带（Ⅳ－11－1）构成。

表5　武当－桐柏－大别成矿带地层统计单元表

全区统计样本以成矿带边线为准，分单元统计前，剔除靠近地层单元界线2mm（1km）、构造单元界线4mm（2km）的数据点，尽可能消除界线附近样点相互间的影响。

（6）各元素地球化学图应用MapGIS6．7完成。色阶划分采用累计频率分级，按频率（%）间隔0．2、0．5、1．2、2、3、4．5、8、15、25、40、60、75、85、92、95．5、97、98、98．8、99．5、99．8、100等分为21级，各级色标如图12所示。0．2%～3%的5级为低值区，4．5%～25%的4级为低背景区，40%～75%的3级为背景区，85%～97%的4级为高背景区，98%～100%的5级为高值区（向运川等，2010）。

图12　地球化学图色区划分

（7）按成矿带内不同构造单元分别统计异常下限（表6），以异常衬值圈定全区各元素及氧化物的单元素异常。选取地球化学性质相似、空间套合较好的一组元素叠加编制组合异常图。

表6　武当－桐柏－大别成矿带主要成矿元素异常下限值表

注：构造单元名称见图9；单位（ωB）Ag、Au、Cd、Hg为10－9，其他元素为10－6。