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Applied Geochemistry应用地球化学 第六章 地球化学资料整理与信息提取 地球化学调查工作产生大量的基础数据。 提取有用信息，去除噪音，加工整理原始数据。——“去粗取精、去伪存真、由表及里” 将结果用图件，表格表示出来。 数据处理只能提取信息，不能创造信息。 四个基本问题 1、背景与异常下限划分——平均含量，分布参数 2、元素的共生组合问题——岩矿成因，异常解释、国土资源规划等 3、分类问题——异常分类 4、地球化学制图问题——找矿、环境、农业的应用。如异常的分布、污染区的划分等。 主要内容 一、原始资料及质量评定 二、背景值与异常界限的确定 三、单变量数据处理 四、多变量数据处理 五、元素空间分布的数据处理 六、地球化学制图 一、原始资料及质量评定 原始资料的好坏直接关系到分析成果的准确性、可靠性。 原始资料的内容 分析结果、采样记录、地质观察记录、岩矿鉴定报告、山地工程编录等。 原始资料的审核 大量的数据需要利用计算机进行系统化管理 早期的分析数据和没有计算机联机的分析数据需要人工输入，必须保证准确无误。 数据的质量评定 数据误差的2种来源： 采样 分析 控制方法就是选择一些样点（3%~5%）重复采样，重复分析： 看二者方差的符合程度——提供定量的标准 两次结果图件的稳定性——定性的分析，但是直观性强 数理统计分析数据质量 即地球化学场中任一点观测值可以分解为三部分： 研究区总体平均值μ 地球化学变差wj 采样误差εij xij=μ+wj+εij 采样误差εij又可以进一步分为系统误差（条件误差）和随机误差。 方差分析的目的 检验系统误差（条件误差）和随机误差引起的变化是否小于地球化学变差（真实含量的变化）。 很显然，若前者大于后者，则所得的数据毫无意义，不能反映真实的由元素迁移富集而产生的地球化学异常。 方差分析的方法 分析方法有两种： 单因素方差分析——判别系统误差和随机误差 双因素方差分析（三层套合方差分析） ——判别地球化学变差与分析误差 方差分析 方差分析——由英国统计学家R.A.Fisher首创，为纪念Fisher，以F命名，故方差分析又称 F 检验 （F test）。 单因素方差分析 数理统计中，n个观测值的方差定义为： 第一项为组内平方和，即各观测值与组内平均值的离差平方和，表达同一条件下组内的差异，反映随机误差的大小，以Se2表示；第二项是组间平方和，表达不同组间的差异，反映的是系统误差的大小，以SA2表示，则总方差S总2表示为： 根据计算表6-1，可分别计算出SA2 和SA2 。 利用F分布表，进行误差显著性检验，见方差分析表6-2。 按照要求的显著性水平（α一般取0.05），查F分布表(附录7)的临界值F0.05m-1,mn-m： 若F大于临界值，则说明条件误差显著，存在系统误差； 若F小于临界值，则说明不存在系统误差，随机误差是主要的。 三层套合方差分析 设全区检查样点为i（ i =1，2，…，a），每个点上采集了j件样品（j=1，2，…，b），每件样品重复分析了k次（ k =1，2，…，c），一般情况下，b=c=2。 三层套合方差分析的模型为： xijk = μ+αi+βj+γk μ为研究母体的数学期望，用全区样品总平均值代替。 αi代表地球化学变差， μi-μ βj代表采样误差， μj-μi γk代表分析误差， xijk-μj 则上式可表示为： xijk - μ= (μi-μ) +(μj-μi)+(xijk-μj) 方差分析假定上式右边各项是相互独立的正态变量，它们的均值为零，方差相应的表示为， σα2 ， σβ2 ， σγ2，根据正态分布的性质，总方差等于各独立项方差之和，即： σ总2 =σα2 + σβ2 + σγ2 σγ2为第三层次的方差SS3， σβ2为第二层次的方差SS2， σα2为第一层次的方差SS1，总方差σ总2为SST。 根据三层套合方差计算表6-3分别计算出P、T、R、Q后，由方差计算表6-4计算方差及均方差。 最后，进行F检验： F1F0.05(n-1,n)：数据只反映了采样和分析误差，没有地球化学意义 F1F0.05(n-1,n)：地球化学变差大于采样和分析误差，数据可以使用 F2F0.05(n,2n)：分析误差是主要的 F2F0.05(n,2n)：采样误差是主要的 根据前面所计算的S2值，利用表6-5可计算出地球化学图件的稳定性指标（V）： 二、背景值与异常界限的确定 背景值与异常下限 地球化学背景含量，并不是一个固定的数值，而是在地球化学背景范围内有起伏波动变化的，其平均值称为背景值； 其最大临界值称为背景上限或异常下限。 确定方法有两类： 图解法 剖面法 直方图解法 概率格纸法 多重母体分解法 计算法 剖面法 这种方法是建立在地质剖面观察