❶ 物化遥异常信息及找矿靶区筛选
(一)区域重磁特征及局部异常对比
祁连山地层由新到老密度逐渐增大。第四系主要由松散堆积物、砂岩、砾岩组成,密度最低,常见值仅为1.64g/cm3,是引起重力低异常的主要因素;新生界到下古生界泥盆系,除三叠系和泥盆系海相沉积的灰岩密度稍微偏高之外,其他地层基本上由陆相沉积的砂岩、砾岩等组成,其密度常见值在2.41~2.64g/cm3之间;下古生界志留系至古元古界地层,主要由灰岩、板岩、火山岩和各类变质岩系组成,密度常见值在2.66~2.80g/cm3之间,接近或略高于地壳表层平均密度(2.67×103kg/m3)。密度相对较高,是引起区内重力高异常的主要因素。
新生界至古元古界由碎屑岩、碳酸盐岩建造组成的地层,岩石的磁性,除石炭系宗吾隆山群、泥盆系牦牛山群和寒武系、奥陶系以及中、下元古代火山岩具有一定磁性外,均表现为弱磁性;太古宇地层具有较强磁性。岩体密度随岩石由酸性到基性而递增,以镁铁-超镁铁岩侵入体密度最大,当蚀变为蛇纹岩或蛇纹石化,往往体积膨大而密度减小。酸性花岗岩和同质火山岩较地层平均密度偏小,且重力低。研究区布格重力异常为1∶100万资料,重力测点密度为100km2/点,布格重力异常总精度±1×10~5m/s2,布格改正中间层密度平均取2.67×103kg/m3,布格半径为166.7km。布格重力异常图等值线间距为5±1×10~5m/s2。航磁ΔT异常资料比例尺也为1∶100万,测量航线间距约为10km,航磁异常平面图等值线间距为10nT。
与祁连山地区区域重力背景场一致,拉脊山地区布格重力异常(彩图7)均表现为负值,场值总体变化趋势由区内北东(-290×10-5m/S2)向南西递减(-430×10-5m/S2),这与本区地壳厚度由东向西、由南向北逐渐增厚的整体趋势相吻合。拉脊山地区布格重力异常存在三条主要梯级带。对比研究区地质体分布,重力梯级带主要反映了区内较大的基底构造断裂带。研究区局部重力异常比较发育,主要表现为相对高值区相对低值区(重力低)的等值线封闭圈,或表现为“鼻状”的等值线同向弯曲等(彩图8)。这些局部重力高处均有时代相对较老、密度相对较高的老地层或者岩浆岩体出露。局部重力低区与青海湖区及新生代地层和密度相对较低的地层(岩体)相对应。
祁连山航磁异常图(彩图9)展示,拉脊山与龙首山有相似的区域磁异常特征。研究区拉脊山航磁异常(彩图10)可分为东北部强磁异常区和西南部低缓弱磁异常区两个区。其中强磁异常区磁异常有正有负,幅值变化较大,等值线较密集,异常梯度变化大,局部磁异常较为发育。异常走向与布格重力异常走向大体相似,这些特征说明本区地层磁性变化较大;西南部低缓弱磁异常区磁异常均表现为负值,异常等值线稀疏,变化梯度较缓,走向以北西向为主。
由区内地层(岩体)密度和磁性资料可知,本区超基性岩体密度最高,磁性最强,其可引起重力高、磁高异常。将重力异常图和航磁异常图进行对比可见(彩图11),拉脊山一带的局部高磁异常带基本与局部重力高异常带相对应,并和梯度较大的重力梯级带有一定的相关性,表明高磁异常带分布于规模较大的断裂带附近,可见拉脊山地区是寻找隐伏超基性岩体的有利地带。
从祁连地区区域重磁异常图可见,拉脊山地区与金川铜镍矿带具有相似的重磁场特征。二者同处于北西走向和北东走向区域性线状重磁异常的交会部位(彩图11),同处于布格重力异常梯级带附近,均具有局部重力高异常(彩图7、8),同有走向近东西、正负相伴的局部磁异常(彩图9、10)。因此,拉脊山地区应是寻找铜镍矿的有利地段。
(二)区域地球化学异常特征及遥感影像
与整个祁连山造山带地质体地球化学特征相比,拉脊山地区明显富集Au、Cr、Ni、Cu、Co等元素(彩图12~15),其富集系数最小为1.369(Co,拉脊山/全区),最大为2.68(Cr)。与整个祁连造山带相比,Zn、Pb、W、Mo等元素则相对贫乏(富集系数在0.807~0.881),Sn、Hg两元素则明显匮乏(富集系数仅0.739和0.582),Ag、Sb两元素则和全区相当。与中祁连相比除Cu、Cr、Ni、Co、Au外,W、Sb元素相对贫乏,Zn元素弱富集(富集系数>1.1),Ag、Pb、Sn、MO、Hg则和中祁连相当。与南祁连相比,除Cu、Cr、Ni、Co、Au外,Ag、Zn、Mo、Hg、Sb呈弱富集(富集系数在1.1~1.3之间),其余元素相当。概括起来,拉脊山地区相对与其所处的祁连山造山带明显富集与基性-超基性岩浆作用关系密切的Cr、Ni、Co、Cu、Au元素,而相对贫乏与中酸性岩浆作用相对密切的W、Mo、Sn以及Zn、Pb和低温元素Hg。
表现在单元素地球化学图上,Ni异常集中分布于研究区东北部(彩图12),呈东西向展布,与图5-6地质图相对比,似乎更多地表现为早古生代寒武-奥陶纪基性火山岩的地球化学特征,不过在研究区中部也有异常显示,Cu、Co元素异常均有此特征展示(彩图13、14)。值得注意的是,铁镁氧化物异常在研究区中部有显着显示(彩图15),与航磁和布格重力异常相呼应。
由6景TM543影像数据镶嵌而成拉脊山地区遥感影像(彩图16),区内断裂构造十分清晰,沟谷深切宽阔。影像上存在不清晰的环状构造,可能是由于覆盖层的屏蔽,应反映深部基底的特征。
(三)找矿靶区筛选
综合上述分析,青海拉脊山地区是寻找金川型岩浆Cu-Ni-PGE矿床的重要找矿有利地区。并提出进一步工作靶区,见彩图6。选定该工作靶区的依据,主要出自地质、地球物理、地球化学和矿产本身等四个方面的认识:
地质依据:选区存在与金川矿床类似的地质背景和岩浆作用条件,这是在该地区寻找金川型铜镍矿床的最主要前提。在此基础上,选区存在:①发育北西向区域深大断裂,其若古老断裂则为含矿岩浆上升提供了通道,若成岩成矿后断裂则为深部侵位的含矿岩体裸露或移植地表浅部提供了可能;②据遥感解译资料,选区发育北东向构造,其和北西向构造的交汇部位是成矿的有利地带,该特征与金川类似;③在拉脊山构造南缘和拉水峡-循化两个带均为超基性岩发育地带,并发现有铜镍等多金属矿点。
地球物理依据:①选区位于局部高磁异常带和局部重力高异常带相对应部位,其中局部磁异常幅值达280nT,局部重力异常的幅值达(10~20)×10-5m/S2,选区内大面积为第三、第四系覆盖区,所发现的多金属矿点均分布在重磁异常的高部位或其周围;②选区位于北西向和北东向区域性线状重磁异常的交汇部位;③选区内重磁异常特征与金昌地区重磁异常特征存在可比性。表现为:二者同处于北西走向和北东走向区域性线状重磁异常的交会部位;同处于布格重力异常梯级带附近,均具有局部重力高异常,局部异常的幅值、走向均有相似特征;同有走向近东西、正负相伴的局部磁异常。
地球化学依据:从拉脊山地球化学图可见,选区内与基性超基性岩浆作用关系密切的Cr、Ni、Co、Cu、Au元素富集,而与中酸性岩浆作用相对密切的W、Mo、Sn以及Zn、Pb和低温元素Hg相对贫乏,这正好表明拉脊山陆内裂谷带特点。应该是寻找铬、镍、铜和金重点矿种的有利地带。
矿产依据:选区内大面积为第三、第四系覆盖区,在露头处发现多处金、铜、镍、铁等多金属矿点,是寻找可能存在大规模隐伏铜镍矿床的首选地段。
可见,已有的航磁、重力资料和地球化学化学资料处理分析,已提供了一个可能存在含矿隐伏岩体的重要找矿靶区。但由于靶区所在位置大部分属于新近系红层覆盖区,而航磁、重力资料系区域低密度数据解释信息,故尚难以刻画异常靶区的细节。尽管拉水峡等小型岩浆Cu-Ni-PGE硫化物矿床发现得很早,几乎是与金川矿床同时期发现的产物,但以往工作不曾有人将其与金川矿床纳入一个体系考虑,在类型认识上,也不曾将其与金川矿床归与一类。因此拉水峡矿床自勘探开采利用至今,进一步找矿工作均处于扩大拉水峡远景的角度上开展的工作,虽然专门的找矿工作多次进行,但整体处于一种零散的具体找矿,在找矿思路上没有突破,依据新的找矿理论,该地区整体工作程度很低,尚不能满足对该区整体找矿工作部署的需要。
因此,该区的找矿思路解决后,在已有资料解释分析基础上,第一位的工作是选准靶区开展面积性物探和地质专门工作,查明该远景区未来勘探空间范围内的异常体或含矿岩体的可能分布,为钻探验证,直接发现工业矿体提供坚实依据。
❷ 高精度重力异常数据处理与解释技术
频谱分析和滤波技术作为物探资料数据处理中的一种重要手段,是与现代计算机的发展紧密相关的。早在20世纪50年代初期,滤波技术已在多种物探资料的数据处理中起着日益重要的作用。当时二维资料处理还受到一定条件的限制,许多方法只局限于剖面解释,或局限于简单模型、简单滤波的研究,其中局部场与区域场的分离,求导和解析延拓是最早发展起来的。从20世纪50年代末期到60年代,物探数据处理开始转向重视Fou-rier变换的滤波方法和波谱的研究。计算机等值线图绘制方法和显示方法的发展使二维资料的数字处理逐渐广泛地采用。1965年快速Fourier变换(FFT)的问世,使重磁资料数据处理中的波数域方法成为主要方法。
余弦变换和Fourier变换一样都属于正交变换中的正弦类变换,其存在的条件与Fourier积分收敛条件相同,并且在某些方面具有与Fourier变换相似的性质。但余弦变换有其自身独特的优越性,对于实连续信号,能避免复数运算,而且与K-L变换(Karhunen-Loèvetransform)具有相似的性能,能够去除原信号的相关性,从而保留原信号的最大能量。自Ahmed等(1974)提出了离散余弦变换(DCT)的定义后,DCT在语音、图像编码以及数据压缩等信号处理方面得到了广泛的应用(Rao等,1990;Dinstein等,1990)。然而,目前在物探数据处理中,DCT除用于地震数据和图像压缩(Wang等,2000;Averbuch等,2001)外,在国内外还没有发现用于重力异常数据处理的相关文献。
近30年来,Hilbert变换在重磁异常正反演解释中的应用获得了较大的发展。Nabig-hian(1972)最早借助于Hilbert变换由磁场的水平分量(垂直分量)求垂直分量(水平分量);Stanley(1976,1977)提出一种以磁场水平和垂直梯度为基础的解释方法;Mo-han和Sundararajan(1982,1983)把Hilbert变换用于位场定量解释中;Sundararajan等(1996)利用改进的Hilbert变换研究了关于自然电位解释理论中场源定位问题。Hilbert变换具有可利用位场资料的全部信息以及受背景场影响较小等特点,因此可以提高物探资料数据处理的精度。利用Hilbert变换计算重力归一化总梯度是一种新的尝试。
1.异常导数的计算
图7-1给出了两种方法计算的与理论垂向、水平一阶导数对比分析图,图中可以清晰地看到,利用余弦变换计算的异常导数(图7-1中c)与理论异常导数a拟合效果非常好,除边界几个数据因重力异常的有限截断产生的吉布斯效应残留使误差较大外,数据的计算精度均很高,误差为-0.09%~5%.而利用Fourier变换计算的异常导数b尽管与理论导数曲线走向相似,但其偏离程度非常大。而余弦变换计算的异常导数和理论异常导数拟合效果非常好。
图7-1 不同方法计算的无限长水平圆柱体一阶导数对比分析图
2.密度界面反演
图7-2为采用DCT法和Parker-Oldenberg法(Parker,1973;Oldenberg,1974)反演的二维常密度单界面模型深度对比分析图。图中采用目前公认的精度较高的Parker-Olden-berg法反演的界面深度相对于理论模型深度的计算点最大误差和均方差分别为0.148km、0.013km;而DCT法反演的为0.041km、0.003km,最大误差和均方差分别降低了0.107km、0.010km。这说明DCT法的反演精度明显高于Parker-Oldenberg法,其反演精度提高了3倍多。
图7-2 二维常密度单界面模型深度反演对比分析图
3.断层断点位置反演
在直角坐标系中,取重力异常的观测面为z=0,z轴向下为正,设重力异常g(x,y,z)为此坐标系中的函数,其z、x和y方向水平一阶导数分别表示为gz(x,y,z)、gx(x,y,z)和gy(x,y,z)。则根据Thompson1982年给出的Eouler齐次方程,重力异常g(x,z)的齐次关系可写为:
(x-x0)gx(x,y,z)+(y-y0)gy(x,y,z)+(z-z0)gz(x,y,z)=-Ng(x,y,z)(7-1)式中:(x0,y0,z0)为场源的位置;(x,y,z)为重力异常计算点位置;N为构造指数。
由上式可知,若确定场源的位置,须知重力异常的水平和垂向一阶导数以及构造指数N的数值解。N可以通过模拟地质体的简单模型的理论异常和理论异常导数的关系获得,如果反演的模式确定了,则该模型的构造指数一般来说是确定的;而实测重力异常导数的计算,不同的方法所获得的数值有一定的差异,因此考虑异常一阶导数的计算精度是十分必要的,只有获得了高精度的重力异常导数,利用超定方程组的最小二乘法近似数值解才具有更高的精度。
图7-3为分别用DFT和DCT法计算的垂直台阶重力异常垂向一阶导数(图7-3a)和水平一阶导数(图7-3b),很显然基于DFT的异常一阶导数与理论导数相比,垂向和水平导数曲线显得舒缓,与理论导数的偏差很大;用DCT法计算的重力异常垂向一阶导数的最大误差为0.460×10-9/s2,均方差为0.189×10-9/s2,水平导数最大误差为0.182×10-9/s2,均方差为0.028×10-9/s2;可见用DCT计算的异常导数具有很高的精度。因此采用DCT法必然能够获得高精度的反演结果(张凤旭,2006,2007)。
图7-3 铅垂台阶模型重力异常一阶导数
图7-4的和中圆心位置为台阶模型断面的中心点位,“+”为反演结果,从图中可以看出,无论是铅垂台阶还是倾斜台阶,均出现了有规律的噪声,这是由于导数计算精度的影响所至,但干扰点是分散的,有70%的有效点恰好集中在圆心处,如果用点密度的概念来说明反演结果,则点密度最大处便为反演结果。该结果与台阶的中心位置(圆心)恰好重合,这说明,尽管在反演中出现了噪声,但用基于DCT的Euler法仍然可以获得高精度的反演结果。
图7-4 台阶模型反演特征
综上所述,采用DCT法能够获得高精度的重力异常数据处理结果。因此本次野外重力测量资料的处理,可以称为高精度的数据处理。
4.利用Hilbert变换计算重力归一化总梯度
重力归一化总梯度法(GH法)是由前苏联学者别列兹金(В.М.Березкин)于20世纪60年代末提出的,是一种利用在较高精度下测量的重力异常来确定场源、断裂位置及密度分界面的方法,可以用于寻找贮油气藏的构造。目前,计算GH场方法主要有Fourier级数法和Fourier变换法。在前人工作的基础上,提出用Hilbert变换计算重力归一化总梯度(称Hilbert变换法),同时在同一计算环境下,研究三种方法计算的GH场识别异常的分辨率问题。
(1)Hilbert变换的特性
给定一实连续信号f(t),其Hilbert变换定义为
东北地球物理场与地壳演化
式中:*为卷积符号;t为时间域(空间域)变量;τ的意义同t;
东北地球物理场与地壳演化
(t)可以看成是f(t)通过一个滤波器的输出,该滤波器的单位冲击响应h(t)=1/πt。由Fourier变换的理论可知,ih(t)=i/πt的Fourier变换是符号函数sgn(ω)(ω为角频率),因此Hilbert变换的频率响应
如果记H(ω)=H(ω)exp[iφ(ω)],那么
东北地球物理场与地壳演化
以上分析说明,Hilbert变换是幅频特性为1的全通滤波,信号通过变换后,频率成分做90°相移,而频谱的幅度不发生变化。
(2)实连续信号Hilbert变换的通式
利用前面Hilbert变换公式和性质以及Fourier变换公式和性质,Thomas推导出实连续信号第一类Hilbert变换通式
东北地球物理场与地壳演化
Mohan等为研究场源精确定位问题,定义了改进的Hilbert变换通式(本文称第二类Hil-bert变换)
东北地球物理场与地壳演化
式中:ReF(ω)和ImF(ω)表示f(x)Fourier变换的实部和虚部。
公式(7-5)服从Hilbert变换幅频特性,也就是通过变换后,信号频率成分做90°相移,而频谱的幅度不发生变化。公式(7-6)在公式(7-5)的基础上,相位继续相移,振幅依然保持不变。
根据以上公式,可以推导出利用Hilbert变换计算重力归一化总梯度的
东北地球物理场与地壳演化
(3)模型实验及分辨率对比分析
不含油气的背斜可视为均匀密度体,其GH场中只有一个极大值,也就是只存在一个奇点;顶部含油气的背斜是非均匀密度体,它的顶部有密度亏损,由它引起GH场中有两个极大值,即背斜双侧各存在一个奇点,两者间有一个中心在油气藏内的相对极小值,即“两高夹一低”。如果探测区是已知含油气区,此低密度体就可能是油气藏反映。因此可以把GH场中“两高夹一低”的特征作为探测油气藏的解释标志。
为了探讨利用Hilbert变换研究GH场的有效性及其对异常的分辨能力,利用Fourier级数法、Fourier变换法和Hilbert变换法三种方法计算GH场值进行对比分析。其中,Fou-rier变换法和Hilbert变换法使用的圆滑滤波方法均为前文所提的组合滤波法,而且用三种方法计算GH场值进行对比分析时,谐波数N的选取均为反映油气藏的解释标志的最佳效果取值。
图7-5 计算GH场的三度体球冠断面图
采用非均匀密度的三度体球冠模型近似表示三度背斜型油气藏。计算重力异常的三度体球冠模型(截取球冠的球体半径为2.5km)的不变参数见图7-5;h1和h2分别为模型的贮油气藏厚度及底层厚度,它们为可变参数;在计算中,通过逐渐减小模型的贮油气藏厚度h1(h1与h2的和不变),研究三种方法计算的GH场等值线变化特征,从而实现三种方法的分辨率对比分析。
计算图7-6的三度体模型不变参数均在图7-5中给定,等值线距在图名中示出,其中两侧存在的非等距等值线值见等值线上标注。
图7-6中a示出了h1=0.2km和h2=0.3km时,三种方法计算的GH场等值线图。a1为谐波数N=44时,采用Fourier级数法计算的GH场等值线图;a2为N=65时,Fourier变换法计算的GH场等值线图;a3为N=56时,Hilbert变换法计算的GH场等值线图。
当所计算的三度体储油球冠厚度(h1=0.2km,其余地质参数不变)较大时,三种方法计算的GH场在A中均明显表现出“两高夹一低”的典型标志。图7-6a1中奇点特征值分别为:‘两高’极大值5.4,‘一低’相对极小值1.6,它们的差为3.8;图7-6a2中对应的特征值分别为6.7和1.4,差为5.3;图7-6a3中分别为8.6和1.3,差为7.3。三种方法所获得的GH场奇点中,Hilbert变换法计算的奇点极大值最大,Fourier变换法的其次,Fourier级数法的最小,Hilbert变换法计算的比Fourier级数法大3.2;在双侧极大值中心的相对极小值表现的特征恰好和极大值相反,Hilbert变换法的最小;而且极大值与相对极小值的差值仍然是Hilbert变换法的最大,Fourier级数法的最小。由此可见,与其他两种方法相比,Hilbert变换法计算的GH场中,双峰异常(“两高夹一低”)表现趋势最明显,这说明,Hilbert变换法具有更高的分辨率。
在计算中还发现,当N在图中给定值上下浮动较大幅度(甚至超过15)时,三种方法计算的GH场中“两高夹一低”的标志都很明显。
图7-6中b给出了h1=0.1km,h2=0.4km与谐波数为N=49(Fourier级数法)、N=67(Fourier变换法),N=57(Hilbert变换法)时,三种方法计算的GH场等值线图。图中奇点极大值、相对极小值以及它们的差值分别为:图b1为5.8、1.3、4.5,图b2为6.8、1.2、5.6,图b3为8.7、1.0、7.7,其变化规律和图7-6a相似。对比分析图7-6a和图7-6b,图7-6b中“两高夹一低”标志没有图7-6a中的表现明显,这和低密度体厚度减小有关。但通过分析图7-6a、图7-6b的GH场奇点极大值、相对极小值和它们的差值,并充分考虑三种方法获得的GH场等值线特征,更明显地看出,利用Fourier变换计算GH的方法分辨率优于别列兹金法,Hilbert变换法的分辨率最高,它明显优于前两种方法。但和a相比能够得到明显的“两高夹一低”标志的谐波数N的取值变化范围缩小,三种方法的变化范围分别为:Fourier级数法44~52,Fourier变换法58~74,Hilbert变换法44~69。
图7-6 三种方法计算的GH场等值线特征图
图7-6中c给出了h1=0.05km、h2=0.45km与谐波数N=49、N=67、N=57时,三种方法计算的GH场等值线对比分析图。图中奇点极大值的变化规律和前面相关叙述相似。但和图7-6a、7-6b相比,图7-6c中c1和c2只存在一个极大值和一个相对极小值,这说明,当油气藏厚度减小到一定值时,Fourier级数法和Fourier变换法已经不能识别“两高夹一低”标志。大量模型实验证实,当三度体储油球冠油气藏部分(低密度体)厚度减小到低于球冠总厚度的十分之一时,若采用Fourier级数法和Fourier变换法计算,则无论N取何值都得不到能充分识别“两高夹一底”标志的GH场特征图(图7-6c1、7-6c2为最佳效果图),而图7-6c3在N取40~59之间仍然可识别“两高夹一低”标志。这进一步证实用Hilbert变换法计算的GH场,其分辨油气藏的能力明显高于其他两种方法。
❸ 物理实验中可疑数字指什么
在物理实验中,常常会遇到一组平行测量数据中有个别的数据过高或过低,这种数据称为可以数字,也称异常值或逸出值。
有效数字的末位是估读数字,存在不确定性。一般情况下不确定度的有效数字只取一位,其数位即是测量结果的存疑数字的位置;有时不确定度需要取两位数字,其最后一个数位才与测量结果的存疑数字的位置对应。
由于有效数字的最后一位是不确定度所在的位置,因此有效数字在一定程度上反映了测量值的不确定度(或误差限值)。测量值的有效数字位数越多,测量的相对不确定度越小;有效数字位数越少,相对不确定度就越大.可见,有效数字可以粗略反映测量结果的不确定度。
例子:d=(10.430±0.3)是不对的,只能写成d=(10.4±0.3)。
(3)物理绪论中怎么筛选异常数据扩展阅读:
物理长度测量注意事项:
1,游标卡尺读数时,主尺的读数应从游标的零刻度处读,而不能从游标的机械末端读。
2,游标尺使用时,不论多少分度都不用估读20分度的读数,末位数一定是0或5;50分度的卡尺,末位数字一定是偶数。
3,若游标尺上任何一格均与主尺线对齐,选择较近的一条线读数。
4,螺旋测微器的主尺读数应注意半毫米线是否露出。
5,螺旋测微器的可动部分读数时,即使某一线完全对齐,也应估读零。
❹ 初中化学物理实验注意事项
物理化学实验目的要求和注意事项
(一)目的
1.使学生了解物理化学实验的基本实验方法和实验技术,学会通用仪器的操作,培养学生的动手能力。
2.通过实验操作、现象观察和数据处理,锻练学生分析问题、解决问题的能力。
3.加深对物理化学基本原理的理解,给学生提供理论联系实际和理论应用于实践的机会。
4.培养学生勤奋学习,求真,求实,勤俭节约的优良品德和科学精神。
(二)要求
1.作好预习
学生在进实验室之前必须仔细阅读实验书中有关的实验及基础知识,明确本次实验中测定什么量,最终求算什么量,用什么实验方法,使用什么仪器,控制什么实验条件,在此基础上,将实验目的,操作步骤、记录表和实验时注意事项写在预习笔记本上。
进入实验室后不要急于动手做实验,首先要对照卡片查对仪器,看是否完好,发现问题及时向指导教师提出,然后对照仪器进一步预习,并接受教师的提问、讲解,在教师指导下做好实验准备工作。
2.实验操作及注意事项
经指导教师同意方可接通仪器电源进行实验。仪器的使用要严格按照“基础知识与技术”中规定的操作规程进行,不可盲动;对于实验操作步骤,通过预习应心中有数,严禁“抓中药”式的操作,看一下书,动一动手。实验过程中要仔细观察实验现象,发现异常现象应仔细查明原因,或请教指导教师帮助分析处理。实验结果必须经教师检查,数据不合格的应及时返工重做,直至获得满意结果,实验数据应随时记录在预习笔记本上,记录数据要实事求是,详细准确,且注意整洁清楚,不得任意涂改。尽量采用表格形式。要养成良好的记录习惯。实验完毕后,经指导教师同意后,方可离开实验室。
3.实验报告
学生应独立完成实验报告,并在下次实验前及时送指导教师批阅。实验报告的内容包括实验目的、简明原理、实验装置简图(有时可用方块图表示)、简单操作步骤、数据处理、结果讨论和思考题。数据处理应有原始数据记录表和计算结果表示表(有时二者可合二为一),需要计算的数据必须列出算式,对于多组数据,可列出其中一组数据的算式。作图时必须按本绪论中数据处理部分所要求的去作,实验报告的数据处理中不仅包括表格、作图和计算,还应有必要的文字叙述。例如:“所得数据列入××表”,“由表中数据作××~××图”等,以便使写出的报告更加清晰、明了,逻辑性强,便于批阅和留作以后参考。结果讨论应包括对实验现象的分析解释,查阅文献的情况,对实验结果误差的定性分析或定量计算,对实验的改进意见和做实验的心得体会等,这是锻练学生分析问题的重要一环,应予重视。
4.实验室规则
(1)实验时应遵守操作规则,遵守一切安全措施,保证实验安全进行。
(2)遵守纪律,不迟到,不早退,保持室内安静,不大声谈笑,不到处乱走,不许在实验室内嘻闹及恶作剧。
(3)使用水、电、煤气、药品试剂等都应本着节约原则。
(4)未经老师允许不得乱动精密仪器,使用时要爱护仪器,如发现仪器损坏,立即报告指导教师并追查原因。
(5)随时注意室内整洁卫生,火柴杆、纸张等废物只能丢入废物缸内,不能随地乱丢,更不能丢入水槽,以免堵塞。实验完毕将玻璃仪器洗净,把实验桌打扫干净,公用仪器、试剂药品等都整理整齐。
(6)实验时要集中注意力,认真操作,仔细观察,积极思考,实验数据要及时如实详细地记在预习报告本上,不得涂改和伪造,如有记错可在原数据上划一杠,再在旁边记下正确值。
(7)实验结束后,由同学轮流值日,负责打扫整理实验室,检查水、煤气、门窗是否关好,电闸是否拉掉,以保证实验室的安全。
实验室规则是人们长期从事化学实验工作的总结,它是保持良好环境和工作秩序,防止意外事故,做好实验的重要前提,也是培养学生优良素质的重要措施
❺ 综合地球化学异常的筛选及其特征
为查证地球化学异常与成矿相关性或成矿信息程度,项目水系沉积物测量工作,在圈定的555个局部地球化学异常、500km2Au异常密集带及所划分的3个东西向异常密集带、3个Ag异常带和15个综合异常的基础上,运用异常地质背景,异常元素组合类型、已知的矿化线索等综合信息与模式辨认相结合的方法,在地球化学圈出来选定或确定显着异常,以此作为地化异常核查的主要目标。具体选择为Hy-1、Hy-5、Hy-6、Hy-7、Hy-13和Hy-14共6个综合异常,其特征如下:
(一)Hy-5综合地球化学异常
该异常特征见表1-2-7。异常处于火石山-牛圈子早古生代裂谷带内,出露地层为中上志留世火山-沉积岩系,内有少量超基性岩侵入体。发现的拾金滩金矿化蚀变带位于该综合异常带的西段,Au矿化赋存于脆韧性剪切带内的片理化火山碎屑岩之中。据16个拣块样分析,大部分样品Au达g/吨级,最高为2.5×10-6,最低0.75×10-6。
表1-2-7 Hy-5综合异常特征表
该异常面积14.5km2,其中有Au异常4个(表1-2-9),为综合异常的主体。除Au13外,其余3个异常均处于拾金滩金矿化带上。从表1-2-9所见,该综合异常的水系沉积物因受截取粒级影响,超微细粒部分未得到反映,Au含量并不高。但从拾金滩详查壳地球化学样中,Au原生晕含量几何平均值均高出水系沉积物几何平均值一个数量级,有的最大值甚至可达两个数量级,这从实验室化探分析Au有大于300×10-9样品存在可说明。据此,依据它们与构造蚀变岩型金矿化和含金硅铁建造直接关系,应是个有意义的典型地球化学异常。
除Au外,Hy-5的指示元素组合还有Au、Cu、Ag、As、Sb、Hg、Pb、Zn等,但这些指示元素的异常规模都不大。其中的前缘元素As13异常,面积仅0.84km2,但含量是营毛沱幅全图幅As几何平均含量的6倍,As平均值达17.08×10-6。其次还有Hg、Sb的小规模异常分布。经原生晕查证和地球物理测深证实在100~150m以下有强异常体存在,可判断Hy-5为1个矿致异常。其异常剖析图见图1-2-9。
图1-2-9 Hy-5综合异常剖析图
(二)Hy-1综合地球化学异常
位于调查区北端,北界出图未封闭,面积41.5km2。主要元素组合与异常特征见表1-2-8。异常位于勒巴泉前泥盆系增生地体内。出露地层为长城系绿片岩相变质岩,岩浆岩有志留纪粗粒斑状花岗闪长岩、泥盆纪石英闪长岩和花岗岩。在花岗岩内接触蚀变带和变质片理化地层中,可见含硫化物的石英细脉分布,异常查证表明石英细脉(或网脉)含Au、As、Hg较高,达强异常值,尤其在夹于石英片岩中的薄层硅质岩Au含量局部达65×10-9,同时As、Sb、Hg也特别高,Hg达740×10-9。而在蚀变花岗岩及外接触混染带的石英脉含W 很高,并发现白钨矿,照此,金、钨矿化应为同一地质作用产物。
表1-2-8 Hy-1综合异常特征表
Hy-1综合异常的水系沉积物中Au是主体异常,在测区面积为8.7km2,北边未封口。Au的几何平均值2.83×10-9,最大值6.2×10-9,其浓集地段在独山东,经3km2的地球化学和地球物理勘查及地表槽探揭露,该综合异常除Au1外内还有Au6-Au9共4个异常,但规模比较小。其中的Au7为一单异常,以东的Au8面积达1.64km2。野外调查还发现异常处于一个近东西向的剪切带上。经33个岩石地球化学分析样品,Au的异常强度并不高,最大值仅为51×10-9,但却出现一个长400m以上的As、Sb原生晕,连续性极好,内、中、外浓度分带清晰,As最高含量2406×10-6,Sb最高含量19×10-6.可能为一种隐伏矿的前缘指示元素组合。除此之外,在Hy-1的异常组合中,除表1-2-10所列元素外,As、Hg异常也较发育,其中As2异常面积最大达18.38kmm2,As几何平均值20.54×10-6,最大值54.8×10-6。另外,还有几个Hg的局部异常。其中Hg5和Hg6两个水系沉积物异常,Hg6面积为5.5km2,Hg几何平均值69×10-9,最大值153×10-9。
已被证实Hy-1综合异常中的W 异常由白钨矿化引起,主要见于云英岩化花岗岩内外接触带石英细脉中或外接触带蚀变斜长角闪片岩内。所见Sn异常与W 异常伴生,其中Sn1异常与W1、W2异常重合,面积达8.5km2,几何平均值2.6×10-6,最大值4.5×10-6。根据Sn和W 的地球化学性状和成矿温度,应属与花岗岩有关的同一成矿成晕作用的产物。其异常剖析图见图1-2-10。
图1-2-10 Hy-1综合异常剖析图
(三)Hy-7综合地球化学异常
位于营毛沱湿地南侧,面积16.2km2,其异常特征见表1-2-9。
表1-2-9 Hy-7综合异常特征表
异常处于沙井子-平头山北西向帚状褶皱断裂构造带(晚古生代增生地体)西北端,出露地层主要为奥陶系罗雅楚山组片理化浅变质碎屑岩、寒武系下统双鹰山组千枚状板岩和中-上统西双鹰山组薄层硅质岩。新发现的白石滩蚀变岩型金矿化处于异常西端的一向斜构造转折部位。地表矿化带长800m以上,宽大于200m,含矿蚀变砂岩风化淋滤强烈,其中见有大量蜂窝状淋滤黄铁矿。含矿地层为罗雅楚山组片理化杂砂岩,Au矿化主要与一些北西、北东向含金属硫化物的石英脉有关,拣块样分析Au品位达4.6×10-6,而呈近东西向顺片理产出的石英细脉未见矿化,大多属一种热动力变质作用的侧分泌物。该矿化地段的岩浆岩不发育,主要为一些闪长玢岩和闪长岩脉,所见黄铁矿化和孔雀石化强硅化蚀变花岗岩脉主要出露于矿化蚀变带的南侧。
在Hy-7水系沉积物测量中Au46为主要异常,面积4.64km2,形态规则。Au46几何平均值3.4×10-9,异常衬度2.4,清晰度较好,含量最大值54×10-9,具内、中、外浓度分带。除Au46外,在Hy-7综合异常中还有规模稍逊于Au46的Au48、Au47异常。
该综合异常中除Au的异常外还包含有As、Ag、Sb、Mo、Cu、Zn等指示元素异常组合,其中有一定规模的为As23与Ag28(表1-2-11)。在该综合异常南端有Hy-9中的Au50异常,部分伸入Hy-70经查证,该综合异常指示元素原生晕很发育,前缘元素规模也较大,有盲矿体存在的明显征兆,判定是一个较好的致矿异常。
除上述外,在Hy-7综合异常内还叠置一个规模很大的Mo水系沉积物异常(Mom),面积达24.39km2,形态极不规则,西端有约7km2位于Hy-7综合异常内。异常的Mo含量几何平均值为2.91×10-6,最高含量为8.72×10-6,内具内、中、外浓度带。按异常形态和位置与金矿化关系不大,推测可能与寒武系中的硅质岩(黑色岩系)有关。
其综合异常剖析图见图1-2-11。
图1-2-11 Hy-7综合异常剖析图
(四)Hy-14综合异常(一口井综合异常)
位于测区南部近缘一口井一带,南未封口。其异常组合特征见表1-2-10。
表1-2-10 Hy-14综合异常特征表
构造上Hy-14综合异常位于花牛山-黑山裂谷裂陷带内。出露地层主要为下寒武统双鹰山组的细砂岩、互层状粉砂质板岩和千枚状板岩,夹薄层炭硅泥灰质板岩和硅质岩。异常西南侧有侏罗纪花岗岩、英安斑岩、闪长岩、云煌岩出露。经对西部组合元素较复杂的6km2异常地段的地球化学概查,发现呈NW向断裂和层间破碎带有多处铁帽产出,但强度较弱。所见强褐铁矿化规模不大,断续延长约200m;Au异常峰值达50×10-9.重叠面积约0.8km2左右,单体仅几十米,厚0.1~2mm左右。铁帽矿物以褐铁矿为主,偶见星点状黄铁矿。据炭硅质泥板岩拣块样分析Zn含量0.56×10-2,Ag(4~20)×10-6,Au(0.2~1.08)×10-6,Cu(0.02~0.03)×10-2。铁帽上有宽80m、强度较高的激电异常。
该异常为中等复杂的Cu、Mo、Ag、As、Zn、Au等组合,异常源明显与铁帽有关,并发现发现铁帽带有较强的指示元素原生晕分布。
除此之外,与之东邻的Hy-15综合异常二者在地质环境、异常组合特征上十分相似。同样具有同Hy-14找矿指导意义,其异常剖析图见图1-2-12。
(五)Hy-13综合地球化学异常
位于大红山锰矿区及其外围,面积10.78km2,其地理位置与异常特征见表1-2-11。
图1-2-12 Hy-14综合异常剖析图
表1-2-11 Hy-13综合异常特征表
该异常处于花牛山-黑山裂谷裂陷带内,地层主要为震旦系冼肠井群浅变质细碎屑岩夹含锰硅质岩和不纯灰岩、寒武系碳酸盐岩与硅质岩,以及下奥陶统的凝灰质砂岩及硅质岩。区内断裂主要为东西向断裂。其中发育在锰矿西北边一条近东西向断裂,是区内Ag、As、Sb、Zn、Cu等元素的成矿成晕的重要控制性断裂。
在该综合异常中Ag的水系沉积物异常发育较好,并以Ag65为主体异常,面积11km2,异常强度高,浓集中心明显,并具交汇断裂控制的等轴状特点,是区域上Ag异常南带的主要异常之一。该异常元素组合比较复杂,为Ag、As、Sb、Hg、Au、Mo等元素异常。其中,尤以As65异常面积较大,达15.38km2。
经核查,在综合异常锰矿北侧,出现一条近东西向原生晕异常带,并具成矿、成晕和构造蚀变带的特征,可能为一个银-多金属矿化带。大约在长3km 的构造蚀变带上,Ag、As、Sb、Cu、Pb、Zn、Cd等指示元素均有较强的原生晕和铁帽发育,但连续性较差,规模较小,浓集中心较分散。
在该异常中与锰矿有关的Mn原生晕主体为Mnl异常,面积达1.06km2,Mn几何平均值3167×10-6。标准差2.05×10-6。从民采规模看,为一个小型锰矿。此外,发育于寒武系与奥陶系断裂带上原生晕也比较复杂,可能是个比较分散的矿化的构造带,其综合异常剖析图见图1-2-13。
(六)Hy-4综合异常地球化学特征
位于Hy-5综合异常西侧,可能是拾金滩金矿化带的西延部分。其地质环境条件与拾金滩相似,异常面积较大,也应当是个Au的深穿透地球化学异常,且除Au、Ag、Cu、As、Sb异常外,还有W、Mo组合(表1-2-12)。经2007年核查,于W7单元素异常中发现了以白钨矿为主钨矿化,经槽揭露圈定出具一定规模的工业矿体。其综合异常剖析图见图1-2-14。
图1-2-13 Hy-13综合异常剖析图
图1-2-14 Hy-4综合异常剖析图
表1-2-12 Hy-4综合异常特征表
(七)Hs-6综合地球化学异常
位于营毛沱泉西侧,西端未封口,面积8.8km2,是个以Ag12异常为主体的Ag、Cu、Zn、As、Sb、Mo综合元素异常。异常特征见表1-2-13。
表1-2-13 Hs-6综合异常特征表
该异常处于沙井子-平头山北西向帚状褶皱断裂构造带(晚古生代增生地体)内,出露地层主要为下寒武双鹰山组的杂色粉砂泥质千枚岩夹碳酸盐岩,中-上寒武统西双鹰山组的薄层硅质岩夹粉砂岩,下奥陶系罗雅楚山组变砂岩、硅质岩和泥质粉砂岩夹不纯灰岩。异常地段断裂构造和中酸性脉岩发育,地层褶皱变形片理化较强烈,由变质侧分泌形成的石英脉广泛分布。异常背景是黑色岩系(包括蚀变硅质岩)。从元素组合分析,该异常主要反映黑色岩系的高背景。经查证,主要是由指示元素形成具一定规模的原生晕,但浓集中心分散或浓度分带不明显。所见的破碎蚀变带主要发育在硅质岩中,但蚀变较弱、规模小、连续性较差。总之,该异常大体反映了高背景分散矿化引起的地球化学异常,其综合异常剖析图见图1-2-15。
图1-2-15 Hy-6综合异常剖析图
❻ 如何判别测量数据中是否有异常值
异常值outlier:指样本中的个别值,其数值明显偏离它(或他们)所属样本的其余观测值,也称异常数据,离群值。
目前人们对异常值的判别与剔除主要采用物理判别法和统计判别法两种方法。
所谓物理判别法就是根据人们对客观事物已有的认识,判别由于外界干扰、人为误差等原因造成实测数据值偏离正常结果,在实验过程中随时判断,随时剔除。
统计判别法是给定一个置信概率,并确定一个置信限,凡超过此限的误差,就认为它不属于随机误差范围,将其视为异常值剔除。当物理识别不易判断时,一般采用统计识别法。
对于多次重复测定的数据值,异常值常用的统计识别与剔除法有:
拉依达准则法(3δ):简单,无需查表。测量次数较多或要求不高时用。是最常用的异常值判定与剔除准则。但当测量次数《=10次时,该准则失效。
如果实验数据值的总体x是服从正态分布的,则
式中,μ与σ分别表示正态总体的数学期望和标准差。此时,在实验数据值中出现大于μ+3σ或小于μ—3σ数据值的概率是很小的。因此,根据上式对于大于μ+3σ或小于μ—3σ的实验数据值作为异常值,予以剔除。具体计算方法参见http://202.121.199.249/foundrymate/lessons/data-analysis/13/131.htm
在这种情况下,异常值是指一组测定值中与平均值的偏差超过两倍标准差的测定值。与平均值的偏差超过三倍标准差的测定值,称为高度异常的异常值。在处理数据时,应剔除高度异常的异常值。异常值是否剔除,视具体情况而定。在统计检验时,指定为检出异常值的显着性水平α=0.05,称为检出水平;指定为检出高度异常的异常值的显着性水平α=0.01,称为舍弃水平,又称剔除水平(reject level)。
标准化数值(Z-score)可用来帮助识别异常值。Z分数标准化后的数据服从正态分布。因此,应用Z分数可识别异常值。我们建议将Z分数低于-3或高于3的数据看成是异常值。这些数据的准确性要复查,以决定它是否属于该数据集。
肖维勒准则法(Chauvenet):经典方法,改善了拉依达准则,过去应用较多,但它没有固定的概率意义,特别是当测量数据值n无穷大时失效。
狄克逊准则法(Dixon):对数据值中只存在一个异常值时,效果良好。担当异常值不止一个且出现在同侧时,检验效果不好。尤其同侧的异常值较接近时效果更差,易遭受到屏蔽效应。
罗马诺夫斯基(t检验)准则法:计算较为复杂。
格拉布斯准则法(Grubbs):和狄克逊法均给出了严格的结果,但存在狄克逊法同样的缺陷。朱宏等人采用数据值的中位数取代平均值,改进得到了更为稳健的处理方法。有效消除了同侧异常值的屏蔽效应。国际上常推荐采用格拉布斯准则法。
❼ 大学物理实验绪论:相,想对一下
所有的数据都是最后一位是欠准数字,除了最后一位都是准确数字。
有效数字位数分别是,第一题4 第二题3 第三题3 第四题4 第五题1
❽ 剔除“异常值”的一般原则是啥
异常值(outlier)是指一组测定值中与平均值的偏差超过两倍标准差的测定值,与平均值的偏差超过三倍标准差的测定值,称为高度异常的异常值。异常值outlier:一组测定值中与平均值的偏差超过两倍标准差的测定值。与平均值的偏差超过三倍标准差的测定值,称为高度异常的异常值。在处理数据时,应剔除高度异常的异常值。异常值是否剔除,视具体情况而定。在统计检验时,指定为检出异常值的显着性水平α=0.05,称为检出水平;指定为检出高度异常的异常值的显着性水平α=0.01,称为舍弃水平,又称剔除水平(reject level)。异常值是指一组测定值中与平均值的偏差超过两倍标准差的测定值。与平均值的偏差超过三倍标准差的测定值,称为高度异常的异常值。在处理数据时,应剔除高度异常的异常值。异常值是否剔除,视具体情况而定。在统计检验时,指定为检出异常值的显着性水平α=0.05,称为检出水平;指定为检出高度异常的异常值的显着性水平α=0.01,称为舍弃水平,又称剔除水平(reject level)。标准化数值(Z-score)可用来帮助识别异常值。Z分数标准化后的数据服从正态分布。因此,应用Z分数可识别异常值。我们建议将Z分数低于-3或高于3的数据看成是异常值。这些数据的准确性要复查,以决定它是否属于该数据集。肖维勒准则法(
Chauvenet):经典方法,改善了拉依达准则,过去应用较多,但它没有固定的概率意义,特别是当测量数据值n无穷大时失效。