地质统计学在微量元素化学分析中的应用研究_论文精选_好文学网

因子分析法在地球化学测量样品分析中的应用

地质统计学在微量元素化学分析中的应用研究

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因子分析法其基本目的在于用较少的因子,描述或解释整个事件中变量的关系,以下是小编搜集整理的一篇探究因子分析法在地球化学测量样品分析应用的论文范文,供大家阅读查看。

地质统计学是20世纪60年代兴起的一门数学地质学科分支,以下是小编搜集整理的一篇探究微量元素化学分析的论文范文,供大家阅读参考。


要:
在地球化学沉积物取样调查过程中,采取的样品的数量极其庞大,潜在控制变量较多,如何快捷有效地提取关键信息,分析数据变化找出异常区域,是样品数据分析的核心问题。利用因子分析方法处理复杂的元素数据,通过计算将庞大的数据划分成少数重要因子,结合区域前期的勘察结果,对因子所代表的古环境进行探讨分析并统计成表、绘制成图,在减少工作量的同时使得数据变得更为直观可靠。为区域地质调查提供了有价值的参考依据,并在后续的勘探过程中得到了验证。


要:
本文介绍了地质统计学在微量元素化学分析中的基本应用方法,结合具体的矿山岩石数据,用R型聚类方法对样品进行分类,对几种矿物的成矿规律进行了讨论和解释。通过研究,认为地质统计学方法在地球化学领域的数据分析结果对矿产勘探、矿山设计和开采都具有实际的参考价值。

关键词:因子分析;地球化学测量;水系沉积物;R型因子

关键词:地质统计学 微量元素化学分析 应用研究

1 因子分析的不同方式及其适用范围

微量元素地球化学是半个世纪以来迅速发展和广泛应用的地球化学分支。由于同位素稀释质谱法、中子活化分析、Ber
thelot-Nernst分配定律等方法的成功应用,在多种地质过程中微量元素分配演化的定量模型得以实现,也使得微量元素化学分析被系统地应用于解决各类地质问题,成为指示岩石成因的典型标志。20世纪70年代以后,微量元素地球化学的讨论从定性认识上升成为定量分析,发展方向也变成微观、宏观同时发展,经常需要对地球化学中的主量元素、稀土配分、微量元素等进行定量化学研究和数据分析,此时,一些相关的地质统计方法就变得非常重要和实用。在微量元素化学分析中,地质统计学的各类统计方法作为对地质客观现象相关数据进行定量分析的重要工具,提供了诸多有效的数据分析途径。应用地质统计学对微量元素化学分析进行处理,能为研究工作取得客观成果提供科学的定量依据。

因子分析法,其基本目的在于用较少的因子,描述或解释整个事件中变量的关系,不同于主要成分分析,它是通过降维的思想,将原始的研究数据通过矩阵的形式,以其内部变量关系相互关系为出发点,将错综复杂的变量用少数变量因子来表示的多元统计分析法。

1 地质统计学与微量元素化学分析相关理论知识简述

因子分析可根据其出发点不同分为:R型因子分析、Q型因子分析,以及Q-R型因子分析:

地质统计学是20世纪60年代兴起的一门数学地质学科分支,它的出现始于解决矿产普查勘探、矿山开发设计以及矿山开采整个过程中各种储量计算和生产误差估计问题。后来,地质统计学逐渐在油气勘探开发、采矿、水文以及环境科学领域中得到广泛应用。近年来,地质统计学作为一门新兴的科学,在地质领域的发展非常迅速,其应用前景的广泛性和模型计算的实用性受到地质学家的高度重视。

R型因子分析,是针对变量所做的因子的分析,其基本思路为通过对变量的相关系数矩阵结构组合的研究,找出能够表现所有变量的少数几个随机变量来描述大多数随机变量之间的相关关系。再根据其相关性的大小对变量进行分组,使同组内的变量之间的相关性较高,而非同组变量之间的相关性较低。

1.2 微量元素化学分析

Q型因子分析,是针对样品所做的因子分析。它与R因子的出发点不同,但核心的思路是相同的。它的计算是从样品的相似系数矩阵出发,而R型因子分析的计算是从样品的相关系数矩阵出发的。换而言之就是考虑指标的重要程度,决定保留哪些去掉哪些;Q型聚类分析考虑的是指标之间的相关性,哪几类指标可以合并组成一个类,使得组内距离而小组间距离大(组内距离、组间距离根据具体问题进行具体的调整分析)。

微量元素化学分析是地球化学的分支学科,主要研究自然物质和自然体系中微量元素的分布规律、存在形式、活动特点、控制因素及其地球化学意义。一般意义上讲,微量元素是指除了O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti这九种组成99%的地壳和地幔质量之外的80余种元素。当然,这里所指的微量元素是相对而言的,在一个体系中它可能是微量元素,但在另一个体系中却可能是常量元素。

Q-R型因子分析巧妙的运用了R型因子与Q型因子的对偶关系,将变量与样品特性投影在一个因子空间内,使得样品类型特征可以以空间内其他变量点来解释。

1.3 地质统计学在地球化学领域的应用现状

水系沉积物样品分析中,核心问题是研究元素共生组合关系,因此R型因子分析被视为样品分析的有效手段和方法,就像原子内部规律组合的结构,R型因子将其所代表的多项变量因子进行整合,实现降维,不仅能体现出元素在含量上的相互关系,更可以反应元素内部成因关系。换而言之,R型因子分析结果可以用来进一步的分析元素的赋存状态和形成方式。在地质事件过程中,经常会伴随物质成分的活化和转移,从而形成新的元素关系网,并在因子分析过程中得到体现。

近几十年年来,地质统计学对地球化学的相关研究中起到了极大的辅助和推进作用。应用地质统计学相关统计方法能够将大规模原始地球化学数据群体中隐藏的重要信息提炼和挖掘出来,进行分类和解释,继而被广泛地应用在地质找矿、科学研究等各个领域。在地球化学中主量元素、微量元素、稀土配分化学分析等领域的研究中,丰富的地质统计学方法对圈定和评价地球化学异常、提取地球化学找矿信息常常起到决定性的作用。本文则主要研究地质统计学在微量元素化学分析中的应用研究。

Q型因子在计算过程中会对指标进行缩减,将保留的重要指标用以代表整体变量,排除分析的过程中因为更大的误差和异常的数值而造成不必要的干扰,并减少了计算量。但在样品分析的过程中,异常值往往是特殊构造、特殊解释的突破口,为了保证实验分析的准确性,往往不采用Q型因子分析法。

2 地质统计学在微量元素化学分析中的应用研究

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