地学前缘 ›› 2025, Vol. 32 ›› Issue (1): 23-35.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2024.10.34
刘东盛(), 王学求, 聂兰仕, 张必敏, 周建, 刘汉粮, 王玮, 迟清华, 徐善法
收稿日期:
2024-08-10
修回日期:
2024-10-08
出版日期:
2025-01-25
发布日期:
2025-01-15
作者简介:
刘东盛(1985—),男,博士,高级工程师,从事地球化学填图方法技术研究。E-mail: dopsonliu@sina.com
基金资助:
LIU Dongsheng(), WANG Xueqiu, NIE Lanshi, ZHANG Bimin, ZHOU Jian, LIU Hanliang, WANG Wei, CHI Qinghua, XU Shanfa
Received:
2024-08-10
Revised:
2024-10-08
Online:
2025-01-25
Published:
2025-01-15
摘要:
低密度地球化学填图的重现性是开展全球尺度地球化学填图的核心科学问题之一,长期以来备受地球化学填图界的密切关注。但缺乏对低密度地球化学填图重现性定量评价的有效手段,对重现性的定量化认识一直相当薄弱。本研究利用中国地球化学基准计划(CGB)和区域化探扫面计划(RGNR)两种尺度钴元素数据,基于1 546个典型汇水域局部空间相关系数分析,对低密度地球化学填图重现性进行定量评价,探讨其空间分布特征与影响因素。研究结果表明,全国尺度上,相关性受到钴含量和地球化学景观条件的共同影响。局部尺度上,受到差异剥蚀影响。贫钴背景下(沉积物钴含量<13 μg/g),填图重现性指数R在0.4附近浮动,而富钴背景下(沉积物钴含量>13 μg/g),填图重现性指数R从0.4增加至0.6以上。岩溶区、热带雨林区和半干旱中低山丘陵景观区重现性指数R高达0.58~0.74。冲积平原和森林沼泽景观区重现性指数R小于0.32。本研究为低密度地球化学填图方法研究提供了定量评价指标,总体而言,低密度地球化学填图采样方法能较好地重现元素分布特征,在全球尺度地球化学填图中具有良好的应用前景。
中图分类号:
刘东盛, 王学求, 聂兰仕, 张必敏, 周建, 刘汉粮, 王玮, 迟清华, 徐善法. 低密度地球化学填图重现性定量评价:以中国钴为例[J]. 地学前缘, 2025, 32(1): 23-35.
LIU Dongsheng, WANG Xueqiu, NIE Lanshi, ZHANG Bimin, ZHOU Jian, LIU Hanliang, WANG Wei, CHI Qinghua, XU Shanfa. Quantatitive robustness assessment of low-density geochemical mapping: An example of China’s cobalt[J]. Earth Science Frontiers, 2025, 32(1): 23-35.
作者 | 地区 | 每个样品控制面积/km2 | 对比元素 | ||
---|---|---|---|---|---|
密度1 | 密度2 | 密度3 | |||
Shen和Yan[ | 中国江西 | 1 | 1800 | W | |
成杭新和谢学锦[ | 中国浙江 | 1 | 100~1 000 | 1 000~10 000 | Sb、As、Ag、Sn、Pb、Na2O |
王学求等[ | 中国新疆 | 4 | 25 | 100 | Au、Cu、Mn、As、Hg、U |
Smith和Reimann[ | 美国 | 航空辐射测量 | 6 000 | K | |
Demetriades[ | 希腊 | 1.77~2.74 | 500 | Pb | |
Cicchella等[ | 欧洲 | 5 000 | 20 000 | CaO、Th、U | |
聂兰仕[ | 中国黔西南 | 1 | 16~25 | 100 | Au |
Birke等[ | 德国 | 1.3 | 380 | 5 000 | Ba、Cu、Cr、Pb、U |
Gosar等[ | 斯洛文尼亚 | 4 | 25 | 625 | Hg |
程湘等[ | 印度尼西亚 | 4 | 100 | Au、Ag、Cu、Zn、Ni | |
Liu等[ | 中国新疆 | 1 | 180 | 1 600 | Au、As、Sb |
表1 低密度地球化学填图重现性研究实例
Table 1 Case studies on robustness of low-density geochemical mapping
作者 | 地区 | 每个样品控制面积/km2 | 对比元素 | ||
---|---|---|---|---|---|
密度1 | 密度2 | 密度3 | |||
Shen和Yan[ | 中国江西 | 1 | 1800 | W | |
成杭新和谢学锦[ | 中国浙江 | 1 | 100~1 000 | 1 000~10 000 | Sb、As、Ag、Sn、Pb、Na2O |
王学求等[ | 中国新疆 | 4 | 25 | 100 | Au、Cu、Mn、As、Hg、U |
Smith和Reimann[ | 美国 | 航空辐射测量 | 6 000 | K | |
Demetriades[ | 希腊 | 1.77~2.74 | 500 | Pb | |
Cicchella等[ | 欧洲 | 5 000 | 20 000 | CaO、Th、U | |
聂兰仕[ | 中国黔西南 | 1 | 16~25 | 100 | Au |
Birke等[ | 德国 | 1.3 | 380 | 5 000 | Ba、Cu、Cr、Pb、U |
Gosar等[ | 斯洛文尼亚 | 4 | 25 | 625 | Hg |
程湘等[ | 印度尼西亚 | 4 | 100 | Au、Ag、Cu、Zn、Ni | |
Liu等[ | 中国新疆 | 1 | 180 | 1 600 | Au、As、Sb |
图2 汇水域要素的低密度(CGB)与较高密度(RGNR)的lgCo(μg/g)含量散点图
Fig.2 Satter plot of Co contents in catchments by low- (CGB) and higher-density (RGNR) geochemical mapping
含量区间 | RGNR Co含量/(μg·g-1) | CGB Co含量/(μg·g-1) |
---|---|---|
1 | 2.6~<6.3 | 1.0~<4.7 |
2 | 6.3~<7.7 | 4.7~<5.8 |
3 | 7.7~<8.8 | 5.8~<7.0 |
4 | 8.8~<9.6 | 7.0~<8.1 |
5 | 9.6~<10.3 | 8.1~<8.8 |
6 | 10.3~<11.0 | 8.8~<9.7 |
7 | 11.0~<11.7 | 9.7~<10.6 |
8 | 11.7~<12.1 | 10.6~<11.4 |
9 | 12.1~<13.0 | 11.4~<12.1 |
10 | 13.0~<13.7 | 12.1~<13.0 |
11 | 13.7~<14.7 | 13.0~<14.1 |
12 | 14.7~<15.5 | 14.1~<15.1 |
13 | 15.5~<16.7 | 15.1~<16.6 |
14 | 16.7~<18.6 | 16.6~<18.6 |
15 | 18.6~<60.6 | 18.6~<80.8 |
表2 汇水域钴含量区间代号及其对应对钴含量
Table 2 Co contents in studied catchments
含量区间 | RGNR Co含量/(μg·g-1) | CGB Co含量/(μg·g-1) |
---|---|---|
1 | 2.6~<6.3 | 1.0~<4.7 |
2 | 6.3~<7.7 | 4.7~<5.8 |
3 | 7.7~<8.8 | 5.8~<7.0 |
4 | 8.8~<9.6 | 7.0~<8.1 |
5 | 9.6~<10.3 | 8.1~<8.8 |
6 | 10.3~<11.0 | 8.8~<9.7 |
7 | 11.0~<11.7 | 9.7~<10.6 |
8 | 11.7~<12.1 | 10.6~<11.4 |
9 | 12.1~<13.0 | 11.4~<12.1 |
10 | 13.0~<13.7 | 12.1~<13.0 |
11 | 13.7~<14.7 | 13.0~<14.1 |
12 | 14.7~<15.5 | 14.1~<15.1 |
13 | 15.5~<16.7 | 15.1~<16.6 |
14 | 16.7~<18.6 | 16.6~<18.6 |
15 | 18.6~<60.6 | 18.6~<80.8 |
图9 不同地球化学景观区的R值分布 A—岩溶景观区;B—高山峡谷景观区;C—热带雨林景观区;D—半干旱中低山景观区;E—干旱荒漠戈壁残山景观区;F—湿润半湿润高寒山区景观区;G—干旱半干旱高寒山区景观区;H—黄土覆盖景观区;I—湿润半湿润中低山景观区;J—冲积平原景观区;K—森林沼泽景观区。
Fig.9 Distribution of R values of different geochemical landscapes
图12 热带雨林景观区海南岛富钴和贫钴源区的差异性剥蚀 a—CGB采样点位与地形和流域的空间关系;b—CGB采样点位与岩性和流域的空间关系; c—汇水域的CGB沉积物钴含量;d—汇水域的RGNR沉积物钴含量。
Fig.12 Differential erosion in Co-rich/poor regions in Hainan of rainforest area
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