550. 4 Геохимия
 Скачать 0.49 Mb.
|
результатов Расчеты желательно выполнять на компьютере с использованием электронных таблиц (Excel или др, хотя вычисления могут быть произведены и на карманном калькуляторе. Во всех промежуточных расчетах точность вычислений должна быть максимальной – по крайней мере, необходимо сохранять значащих цифр после запятой на одну больше, чем максимальное число значащих цифр вис- ходных данных, характеризующих соотношения изотопов. Итоговые ε Nd – с точностью до 1-2 значащих цифр после запятой (с учетом вычисленной погрешности определения этих параметров. Результативные материалы По окончании выполнения лабораторной работы, студент должен представить преподавателю следующие материалы таблица исходных данных (табл. 6); график, на котором показаны точки изотопных отношений в пробах и линия изохроны (рис. 1); промежуточные вычисления итоговые значения t ± ∆t, I ± ∆I, ε Nd ±∆ε Nd (последний параметр только в случае изучения Sm-Nd системы выводы о геологической эпохе образования изученной породы и типе исходной магмы. 147 Sm/ 144 Nd 143 Nd/ 144 Nd Ур.регр. № Номер пробы Б 0,0917 0,511885 0,511882 2 Б 0,1227 0,512129 0,512130 3 Б 0,1214 0,512113 0,512120 4 Б 0,1712 0,512517 0,512519 5 Б 0,1689 0,512494 0,512501 6 Б 0,1838 0,512610 0,512620 8 Б 0,1671 0,512510 0,512486 7 Б 0,1589 0,512530 Sm-Nd диаграмма 0.5112 0.5114 0.5116 0.5118 0.5120 0.5122 0.5124 0.5126 0.5128 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 147 Sm / 144 Nd 143 Nd / Рис. 1. Sm-Nd диаграмма. Проба № 7 (Б) исключена из расчетов как резко отклоняющаяся от изохроны X Y Средние значения 0,5123226 Станд. отклонения 0,000276223 Коэфф.коррел. r = 0,999168 b = 0,008012669 a = 0,511147 S(b) = 0,000133446 S(a) = 0,0000046 t = 1 220 296 356 лет = 1,66 ∆t = 49 533 164 лет = 0,000011 I Nd = 0,511 147 ± 0,000 011 ∆ε Nd ВЫВОДЫ Абсолютный возраст базальта составляет 1220 ± 50 млн. лет. ε Nd = 1,7 ± 0,2 , поэтому вероятный источник базальтовой магмы – деплетированная верхняя мантия. Учитывая положительное, ноне- большое по величине значение ε Nd , можно также предположить присутствие и другого компонента магмы – типа CHUR. Sr , а также погрешности этих оценок для био- титовых пород Северного Приладожья. 87 Rb/ 86 Sr 87 Sr/ 86 Sr N п/п Номер пробы X Y 1 Л 0,8584 0,7299 2 Л 1,2910 0,7403 3 Л 1,8367 0,7257 4 Л 3,9484 0,8128 5 Л 5,6027 0,8534 Вариант С помощью Rb-Sr метода оценить абсолютный возрасти начальное отношение I Sr , а также погрешности этих оценок для гра- нитов Химскирк в Тасмании. 87 Rb/ 86 Sr 87 Sr/ 86 Sr N п/п Номер пробы X Y 1 1 1,550 0,7268 2 3 20,445 0,8200 3 5 20,610 0,8160 4 7 28,530 0,8642 Вариант С помощью Rb-Sr метода оценить абсолютный возрасти начальное отношение I Sr , а также погрешности этих оценок для гра- нитов Химскирк в Тасмании. 87 Rb/ 86 Sr 87 Sr/ 86 Sr N п/п Номер пробы X Y 1 2 12,395 0,7849 2 4 20,435 0,8156 3 6 24,900 0,8322 4 8 51,595 0,9617 Sr , а также погрешности этих оценок для гра- нитов Химскирк в Тасмании. 87 Rb/ 86 Sr 87 Sr/ 86 Sr N п/п Номер пробы X Y 1 9 50,54 0,9584 2 10 86,51 1,1351 3 11 106,40 1,2300 4 12 157,35 1,4900 Вариант 5 С помощью Rb-Sr метода оценить абсолютный возрасти начальное отношение I Sr , а также погрешности этих оценок для лам- проитов Костомукши (Карелия. 87 Rb/ 86 Sr 87 Sr/ 86 Sr N п/п Номер пробы X Y 1 Д-26-вал 0,25361 0,708870 2 Д-26-пироксен 0,11693 0,703967 3 Д-26-флогопит 23,66960 1,122099 4 Д-26-легк,фр, 0,18967 0,707199 5 Д-26-8-вал 0,22386 0,709684 Вариант 6 С помощью Rb-Sr метода оценить абсолютный возрасти начальное отношение I Sr , а также погрешности этих оценок для лам- проитов Костомукши (Карелия. 87 Rb/ 86 Sr 87 Sr/ 86 Sr N п/п Номер пробы X Y 1 Д-26-флогопит 23,66960 1,122099 2 Д-26-легк,фр, 0,18967 0,707199 3 Д-25-пироксен 0,00428 0,703877 4 Д-25-флогопит 2,20870 0,742751 Nd и ε Nd , а также погрешности этих оценок для лампроитов Костомукши (Карелия. 147 Sm/ 144 Nd 143 Nd/ 144 Nd N п/п Номер пробы X Y 1 Д-26-вал 0,06547 0,511102 2 Д-26-пироксен 0,07420 0,511184 3 Д-26-флогопит 0,05014 0,510982 4 Д-26-легк.фракция 0,07376 0,511168 5 Д-26-8-вал 0,08947 0,511299 Вариант 8 С помощью Sm-Nd метода оценить абсолютный возраст t, начальное отношение I Nd и ε Nd , а также погрешности этих оценок для лампроитов Костомукши (Карелия. 147 Sm/ 144 Nd 143 Nd/ 144 Nd N п/п Номер пробы X Y 1 Д-26-вал 0,06547 0,511102 2 Д-26-пироксен 0,07420 0,511184 3 Д-26-флогопит 0,05014 0,510982 4 Д-25-вал 0,06931 0,511203 5 Д-25-пироксен 0,14424 0,511804 6 Д-25-флогопит 0,07326 0,511230 Вариант 9 С помощью Rb-Sr метода оценить абсолютный возрасти начальное отношение I Sr , а также погрешности этих оценок для рио- литов Кумлай-Коксарекского прогиба Тянь-Шаня. 87 Rb/ 86 Sr 87 Sr/ 86 Sr N п/п Номер пробы X Y 1 99 42,76 0,87486 2 100 48,63 0,90236 3 103 44,88 0,88584 4 104 38,82 0,85795 Sr , а также погрешности этих оценок для минеральных фракций из риолита Тянь-Шаня. 87 Rb/ 86 Sr 87 Sr/ 86 Sr N п/п Номер пробы X Y 1 санидин 15,99 0,77432 2 санидин 16,72 0,77637 3 ортоклаз 29,86 0,82696 4 ортоклаз 48,05 0,89356 5 базис 74,50 1,00767 6 кальцит 0,064 0,70813 Лабораторная работа Выявление и картирование геохимических аномалий по результатам геохимической съемки Цель работы научиться оценивать параметры геохимического фона, выявлять и картировать геохимические аномалии поре- зультатам геохимической съемки. Исходные данные результаты площадной геохимической съемки в виде содержаний рудного элемента в точках опробования варианты заданий выдаются преподавателем. Решаемые задачи определить параметры геохимического фона данного элемента среднефоновое содержание ф, стандартное отклонение ф либо стандартный множитель ф, характеризующие отклонения нормальных (не являющихся аномальными) со- держаний от среднефонового уровня рассчитать минимально аномальные содержания элемента C min.an. и C’ min.an. , начиная с которых можно статистически обоснованно выделять аномалии повышенных значений (при C ≥ C min.an. – положительные аномалии) и аномалии пониженных значений (при C ≤ C’ min.an. – отрицательные аномалии пометить подозреваемые на аномальность точки на схеме геохимического опробования и, с учетом рассчитанных ранее критериев аномальности, оконтурить на схеме положительные и отрицательные аномалии. Общие сведения и методические указания При геохимических съемках, особенно детальных масштабов, главный интерес представляют локальные аномалии индикаторных элементов. Если выполняется литохимическое опробование рыхлых отложений, то положительные аномалии рудных элементов могут оказаться вторичными литохимическими ореолами рассеяния рудных залежей. По их положению на местности – подними, или с учетом смещения вниз по склону – можно прогнозировать наличие искомых рудных тел и месторождений. Отрицательные аномалии, в свою очередь, могут являться ореолами выноса индикаторных элементов и тоже играют поисковую роль. Поскольку геохимические аномалии представляют собой участки со значимыми отклонениями содержаний от нормального фонового уровня геохимического поля (местного геохимического фона) с учетом его возможных колебаний в точках опробования, для обоснованного выделения аномалий сначала надо оценить параметры геохимического фона. Определение параметров геохимического фона Когда в пределах участка съемки преобладают относительно низкие и сравнительно устойчивые содержания элемента (не очень сильно колеблющиеся около постоянного среднего уровня, геохимический фон можно считать однородным. Области с такими устойчивыми содержаниями элемента представляют собой однородное нормальное геохимическое поле. Для оценки фоновых параметров выбирают ту часть площади выполненной съемки, обычно пространственно преобладающую, где преимущественно проявлено нормальное геохимическое поле. При этом на этапе оценки фоновых параметров из рассмотрения и расчетов исключаются те фрагменты площади, где встречены явные ME , значение которого сравнительно мало подвержено влиянию аномальных значений, если таковые остались в выборке даже после ее усечения (поэтому признаку медианное значение, или просто медиана, является так называемой робастной оценкой. С другой стороны, если фоновая выборка достаточна чиста от возможных аномальных значений, в качестве ф, в зависимости от закона распределения, может быть взято одно из двух средних значений – среднее арифметическое C либо среднее геометрическое C : при нормальном законе ф = C , при логнормальном законе ф = Для того чтобы охарактеризовать уровень отклонений со- держаний элемента в отдельных фоновых пробах от среднефонового значения, при нормальном законе статистического распределения используется величина стандартного (среднеквадратического) отклонения S ф При логарифмически-нормальном законе вместо ф применяется стандартный множитель ф который является безразмерной (1) Целесообразные способы оценки стандартного отклонения фа) Робастная оценка по квартилям распределения, соответствующими (С) накопленной частоты. Эти значения, также как и C ME , могут быть или сняты с графика накопленной частоты статистического распределения, или вычислены с помощью статистических компьютерных программ (статистические функции программы Excel, программа Statistica и др. Полевой и правой ветвям центральной части распределения могут быть вычислены две оценки ф ф = 1.4825 × ( C ME - C 25% ) , ф = 1.4825 × ( С - C ME ) . Если оба значения близки по величине, целесообразно взять среднее значение из них ф = 0.5 ( ф + ф ). Если же два значения существенно различаются и есть подозрение, что какое-то из них определено ненадежно или не вполне соответствует фоновой совокупности данных, тов качестве ф лучше взять одно, более надежное значение. Например, если в левой части распределения (низкие содержания) много значений меньше предела обнаружения, которые условно заменены наполовину этого предела, тов качестве оценки фонового стандартного отклонения лучше взять ф = ф Напротив, если правая часть распределения высокие содержания) неоднородна, то лучше принять ф = ф ∑ = − − = n i Ф i Ф C C n S 1 Эту оценку лучше использовать вместо оценки через квартили распределения также в тех случаях, когда фоновое распределение имеет две близкие по модальным содержаниям и по высоте главные моды либо, являясь одномодальным, имеет сильно уплощенную вершину, а оценка стандартного отклонения, рассчитанная через квартили распределения, существенно превышает значение этого параметра, полученное традиционным расчетным способом. При этом в качестве ф здесь и во всех дальнейших расчетах следует использовать среднее арифметическое значение C (2) Целесообразные способы оценки стандартного множителя фа) Робастная оценка по квартилям распределения, соответствующими накопленной частоты либо логарифмов содер- жаний, либо самих содержаний элемента. Как ив предыдущем случае, эти значения могут быть или сняты с графика накопленной частоты статистического распределения, или вычислены с помощью статистических компьютерных программ. По квартилям распределения можно вычислить две оценки стандартного множителя ф = ( C ME / C 25% ) 1.4825 , ф = ( С / C ME Если оба значения близки по величине, целесообразно взять среднее геометрическое значение из них '' ' Ф Ф Ф ε ε ε × = ∑ = − − = n i Ф i Ф C C n S 1 и далее ф = ф. При этом в качестве ф здесь и во всех дальнейших расчетах следует использовать среднее геометрическое значение В практике геохимических поисков нередко бывают случаи, когда геохимический фон в пределах участка съемки неоднороден за счет изменчивых геологических или ландшафтных условий. В таких ситуациях оценку параметров местного фона проводят раздельно для каждого из выделенных сравнительно однородных фрагментов территории по соответствующей частной выборке данных. Применяют и другие математические алгоритмы определения параметров геохимического фона (нормального фонового геохимического поля. При этом оцениваемые параметры в общем случае оказываются переменными по площади участка. , 3 min Ф Ф an S m C C + = 3 min ' Ф Ф an S m C C − = В случае логарифмически нормального распределения для логарифмов содержаний: , 3 log log log min Ф Ф an S m C C + = , 3 log log log min ' Ф Ф an S m C C − = или, что тоже самое, для самих содержаний: , 3 min m Ф Ф an C C + × = ε 3 min ' m Ф Ф an C C − × = ε В указанных формулах m – это количество пространственно сближенных точек, подозреваемых на аномальность, тес отклонениями содержаний от среднефонового значения в одну сторону (в большую для положительных аномалий, в меньшую – для отрицательных) и расположенных вблизи друг от друга (например, на одном профиле и/или на соседних профилях) таким образом, что их можно объединить в единый связный или почти связный контур. Величина m берется в пределах от 1 до 9. В том случае, если количество проверяемых на аномальность точек больше девяти, все равно в формулы подставляется m=9, поскольку практика применения этих критериев показала, что дальнейшее увеличение величины m может привести к значительному увеличению числа ложных (необоснованно, случайно выделяемых) геохимических аномалий. С учетом этого, для выделения и положительных, и отрицательных аномалий вычисляются по девять минимальных уровней аномально- сти. Например, для выделения положительных аномалий это будут значения C min.an. (1), C min.an. (2), …, C min.an. (9). Проверяемые содержания в сближенных точках опробования считаются аномальными, если для каждого из них преодолен соответствующий минимально аномальный уровень C ≥ C min.an. (m) – положительные аномалии C ≤ C’ min.an. (m) – отрицательные аномалии. Например, для выделения положительных аномалий C min.an. (1) = 22 г/т, C min.an. (2) = 17 г/т, …, C min.an. (9) = 12 г/т. Таким образом, чтобы 9 и более точек можно было объединить на карте единым контуром положительной аномалии, содержание в каждой из них должно быть 12 г/т или более. Две соседние точки можно считать принадлежащими единой аномалии и оконтурить как площадную положительную аномалию, если содержание элемента в каждой из них не менее 17 г/т; однако если хотя бы водной из них содержание менее 17 г/т, а в другой не достигает 22 г/т, тони одну из этих двух точек нельзя считать аномальной. С другой стороны, если даже в единичной точке съемки, без подозрительных соседей, содержание элемента составляет 22 г/т или более, мы признаем ее аномальной и оконтуриваем на карте как локальную аномалию. Для такой одноточечной аномалии вышеописанные критерии соответствует известному в теории вероятностей и математической статистике правилу трех стандартных отклонений, согласно которому вероятность чисто случайного преодоления принятых минимально аномальных уровней (и, соответственно, ложного выделения аномалий) не превышает 0,27%. Аналогичным образом выделяются и отрицательные аномалии, содержание элемента в которых ниже геохимического фона. В более сложных геологических или ландшафтных ситуациях, при неоднородном переменном геохимическом фоне, непосредственное применение вышеописанных правил выделения аномалий оказывается затруднительным. Если при этом оценка параметров u(x,y) = [ C(x,y) – Ф) ] / Ф при нормальном распределении фоновых содержаний; u(x,y) = [logC(x,y) – Ф) ] / Ф . при логарифмически-нормальном распределении. После такого преобразования минимально аномальные значения нормированных содержаний и правила выделения аномалий становятся универсальными, независящими от конкретных численных значений измеренных содержаний: , 3 min m u an + = 3 min ' m u an − = m u min.an. (m) u’ min.an. (m) 1 3,00 -3,00 2 2,12 -2,12 3 1,73 -1,73 4 1,50 -1,50 5 1,34 -1,34 6 1,22 -1,22 7 1,13 -1,13 8 1,06 -1,06 ≥ 9 1,00 -1,00 Далее, как ив случае однородного геохимического фона, подозреваемые на аномальность нормированные содержания выносят на схему расположения точек опробования и по этим критериям выделяют положительные и отрицательные аномалии. Для выделенных геохимических аномалий нормированное содержание является их показателем контрастности. Аномалии с показателем контрастности по абсолютной величине в пределах от 1 до 3 относятся к слабым (слабоконтрастным), начиная си более – к достаточно сильным (контрастным. Заметим также, что в случае точного соответствия содержания в данной точке фону, те. при ф, нормированное содержание точно равно нулю при пониженных по сравнению с фоном содержаниях величина u(x,y) отрицательна, при повышенных – больше нуля. Поэтому значения нормированных содержаний используются не только для выделения отдельных локальных аномалий, но и для картирования аномальной составляющей геохимического поля в целом. |